DE102015117324A1

DE102015117324A1 - Switching device with a contact system

Info

Publication number: DE102015117324A1
Application number: DE102015117324.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wachter; Corinna Raule; Mirko Dittrich; Stefan Feindler; Richard Kommert
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2017-04-13
Also published as: CN106960731A; EP3157035A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät (1) mit einem Kontaktsystem, das einen mit einem feststehenden Kontaktstück (2) versehenen Festkontaktträger (3) und einen mit einem beweglichen Kontaktstück (4) versehenen beweglichen Kontaktträger (5) umfasst, und das eine Betätigungseinrichtung (6) zum Öffnen oder Schließen der von dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktstück (2, 4) gebildeten Kontaktstelle hat, wobei bei geschlossener Kontaktstelle die Kontaktstücke (2, 4) unter Einwirkung einer Kontaktkraft (F2) aneinander gedrückt sind, wobei das Kontaktsystem einen Hebel mit einem Lastarm (a2), einem Kraftarm (a1) und einem Angelpunkt (7) umfasst und der bewegliche Kontaktträger (5) als Lastarm des Hebels ausgebildet ist, wobei die Kontaktkraft (F2) als von dem Lastarm (a2) ausgeübte Lastkraft entsteht, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem ein Element (8) umfasst, das eine auf den Hebel wirkende, bewegende Kraft (F1) erzeugt, wobei die Länge des Kraftarms (a1) durch den Abstand des Angelpunktes (7) von dem Angriffspunkt (9) des die bewegende Kraft (F1) erzeugenden Elementes (8) an dem Hebel bestimmt ist, dass die Betätigungseinrichtung (6) mit dem die bewegende Kraft (F1) erzeugenden Element (8) in Wirkverbindung steht und auf das die bewegende Kraft (F1) erzeugende Element (8) eine den Angriffspunkt (9) der bewegenden Kraft (F1) an dem Hebel verschiebende und damit die Länge des Kraftarms (a1) verändernde Betätigungskraft (F3) ausübt.The invention relates to a switching device (1) with a contact system comprising a fixed contact carrier (3) provided with a fixed contact piece (2) and a movable contact carrier (5) provided with a movable contact piece (4), and an actuating device (6). for opening or closing the contact point formed by the fixed and the movable contact piece (2, 4), wherein when the contact point is closed, the contact pieces (2, 4) under the action of a contact force (F2) are pressed together, wherein the contact system comprises a lever with a Load arm (a2), a force arm (a1) and a pivot point (7) and the movable contact carrier (5) is formed as a load arm of the lever, wherein the contact force (F2) as a load from the load arm (a2) load force arises, and is characterized in that the contact system comprises an element (8) which generates a moving force (F1) acting on the lever, the length of the force arm ms (a1) is determined by the distance of the hinge point (7) from the point of application (9) of the moving force (F1) generating element (8) on the lever that the actuating device (6) with the moving force (F1) producing element (8) is in operative connection and on the moving force (F1) generating element (8) a the application point (9) of the moving force (F1) on the lever and thus shifting the length of the force arm (a1) changing actuating force ( F3).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schaltgerät mit einem Kontaktsystem, das einen mit einem feststehenden Kontaktstück versehenen Festkontaktträger und einen mit einem beweglichen Kontaktstück versehenen beweglichen Kontaktträger umfasst, und das eine Betätigungseinrichtung zum Öffnen oder Schließen der von dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktstück gebildeten Kontaktstelle hat, wobei bei geschlossener Kontaktstelle die Kontaktstücke unter Einwirkung einer Kontaktkraft aneinander gedrückt sind, wobei das Kontaktsystem einen Hebel mit einem Lastarm, einem Kraftarm und einem Angelpunkt umfasst und der bewegliche Kontaktträger als Lastarm des Hebels ausgebildet ist, wobei die Kontaktkraft als von dem Lastarm ausgeübte Lastkraft entsteht. The invention relates to a switching device with a contact system comprising a fixed contact carrier provided with a fixed contact piece and a movable contact carrier provided with a movable contact piece, and having an actuating device for opening or closing the contact point formed by the fixed and the movable contact piece, wherein, when the contact point is closed, the contact pieces are pressed against each other under the action of a contact force, wherein the contact system comprises a lever with a load arm, a power arm and a pivot and the movable contact carrier is formed as a load arm of the lever, wherein the contact force arises as a load force exerted by the load arm ,

Ein solches Schaltgerät ist beispielsweise ein Leitungsschutzschalter, ein Motorschutzschalter, ein Schütz oder dergleichen. Die DE 10 2013 017 381 A1 zeigt einen Leitungsschutzschalter, bei dem eine Kontaktdruckfeder den beweglichen Kontakthebel gegen das feststehende Kontaktstück drückt, der Angriffspunkt der Kontaktdruckfeder an dem beweglichen Kontakthebel ist festgelegt. Zum Öffnen der Kontaktstelle muss mittels einer Betätigungskraft die Kontaktdruckkraft überwunden werden. So zeigt auch die DE 37 37 539 C2 einen Motorschutzschalter mit einer Kontaktbrücke, auf die eine Kontaktfeder zum Schließen der Kontaktstellen wirkt, wobei auch hier zum Öffnen der Kontaktstellen von einer Betätigungseinrichtung eine Kraft aufgebracht werden muss, die größer als die Kontaktdruckkraft ist. Such a switching device is for example a circuit breaker, a motor protection switch, a contactor or the like. The DE 10 2013 017 381 A1 shows a circuit breaker in which a contact pressure spring presses the movable contact lever against the fixed contact piece, the point of application of the contact pressure spring on the movable contact lever is fixed. To open the contact point, the contact pressure force must be overcome by means of an actuating force. So shows the DE 37 37 539 C2 a motor protection switch with a contact bridge, on which a contact spring acts to close the contact points, wherein also here to open the contact points of an actuating device, a force must be applied, which is greater than the contact pressure force.

Bei heute bekannten Schaltgeräten wird generell über eine Betätigungseinrichtung während der Betätigung eine Kontaktkraft aufgebaut, die von einem Wert 0 bei offenen Kontakten auf einen durch die Auslegung der Kontaktdruckfeder vorgebbaren Wert X bei geschlossener Kontaktstelle ansteigt. Dazu wird in der Regel eine Betätigungskraft benötigt, die größer ist als die erzeugte Kontaktkraft. Insbesondere bei Schaltgeräten mit elektrischer Betätigung wie z.B. bei einem Schütz oder Relais wird durch die Höhe der Betätigungskraft die Auslegung und Dimensionierung des Magnetantriebes bestimmt. In today known switching devices, a contact force is generally built up via an actuating device during actuation, which increases from a value 0 in open contacts to a predeterminable by the design of the contact pressure spring value X at the closed contact point. For this purpose, an actuating force is generally required, which is greater than the contact force generated. In particular, in switching devices with electrical actuation such. In the case of a contactor or relay, the design and dimensioning of the magnetic drive is determined by the height of the actuating force.

Wird bei bekannten Schaltgeräten eine hohe Kontaktkraft gefordert, ist damit eine hohe Betätigungskraft verbunden und damit wird ein voluminöser Antrieb erforderlich, der Einfluss auf die Baugröße und die Kosten des Schaltgerätes hat. Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Schaltgerät zu schaffen, bei dem das Kontaktsystem mit einer Betätigungskraft angetrieben werden kann, die kleiner ist als die zu erzeugende Kontaktkraft. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. If a high contact force is required in known switching devices, so that a high actuation force is connected and thus a voluminous drive is required, the influence on the size and the cost of the switching device has. It is therefore the object underlying the present invention to provide a switching device in which the contact system can be driven with an actuating force which is smaller than the contact force to be generated. The object is achieved by a switching device with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß umfasst das Kontaktsystem ein Element, das eine auf den Hebel wirkende, bewegende Kraft erzeugt, wobei die Länge des Kraftarms durch den Abstand des Angelpunktes von dem Angriffspunkt des die bewegende Kraft erzeugenden Elementes an dem Hebel bestimmt ist, und die Betätigungseinrichtung steht mit dem die bewegende Kraft erzeugenden Element in Wirkverbindung und übt auf das die bewegende Kraft erzeugende Element eine den Angriffspunkt der bewegenden Kraft an dem Hebel verschiebende und damit die Länge des Kraftarms verändernde Betätigungskraft aus. According to the invention, the contact system comprises an element that generates a moving force acting on the lever, the length of the power arm being determined by the distance of the pivot point from the point of application of the moving force generating element on the lever, and the actuating device is connected to the moving force generating element in operative connection and exerts on the moving force generating element from a point of application of the moving force on the lever and thus shifting the length of the power arm changing actuating force.

Der Lösung der Aufgabe liegt die Idee zugrunde, dass bereits während der Montage des Gerätes eine eingeprägte Kraft, nämlich die auf den Hebel wirkende, bewegende Kraft, erzeugt wird, die dann während der Betätigung lediglich verschoben oder verdreht wird. Durch Verschieben oder Verdrehen des Angriffspunktes der eingeprägten Kraft, nämlich der auf den Hebel wirkenden, bewegende Kraft, wird die Länge des Kraftarms verändert, damit auch das Übertragungsverhältnis des Hebels. Das Übertragungsverhältnis des Hebels bestimmt bekanntermaßen den Betrag der Lastkraft im Verhältnis zur bewegenden Kraft. Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät kann zum Schließen der Kontaktstelle der Angriffspunkt der eingeprägten Kraft an eine solche Stelle an dem Hebel verschoben werden, dass die Lastkraft und damit die Kontaktdruckkraft groß wird, während zum Öffnen der Kontaktstelle der Angriffspunkt der eingeprägten Kraft an eine solche Stelle verschoben werden kann, dass die Kontaktdruckkraft nur noch gering ist und daher leicht überwunden werden kann. Die Betätigungseinrichtung muss nun nur noch die zum Verschieben des Angriffspunktes der eingeprägten Kraft erforderliche Kraft aufbringen, und diese ist wesentlich geringer als die zum Überwinden der Kontaktdruckkraft erforderliche Kraft. Dafür genügt nun ein kleinerer Magnetantrieb, dies ermöglicht geringere Baugrößen und damit geringere Kosten für den Antrieb. Im Ergebnis wird erfindungsgemäß erreicht, dass ein Schaltmechanismus mit Betätigungskräften angetrieben werden kann, die deutlich kleiner sind als die zu erzeugende Kontaktkraft. The solution to the problem is based on the idea that during the assembly of the device an impressed force, namely the force acting on the lever, moving force is generated, which is then merely moved or rotated during actuation. By moving or rotating the point of application of the impressed force, namely the force acting on the lever, moving force, the length of the power arm is changed, so that the transmission ratio of the lever. The transmission ratio of the lever is known to determine the amount of load force in relation to the moving force. In the switching device according to the invention, the point of application of the impressed force can be moved to such a point on the lever to close the contact point, that the load force and thus the contact pressure force becomes large, while the point of application of the impressed force are moved to such a location to open the contact point can that the contact pressure is only low and therefore can be easily overcome. The actuator must now apply only the force required to move the point of application of the impressed force, and this is substantially less than the force required to overcome the contact pressure force. For a smaller magnetic drive is sufficient, this allows smaller sizes and thus lower costs for the drive. As a result, it is achieved according to the invention that a switching mechanism can be driven with actuating forces that are significantly smaller than the contact force to be generated.

Konstruktiv kann dies auf unterschiedliche Art gelöst werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung greift das die bewegende Kraft erzeugende Element zwischen einem gehäusefesten Gegenlager und dem beweglichen Kontakthebel an und die Angriffspunkte der bewegenden Kraft sind an dem Gegenlager und dem beweglichen Kontakthebel mittels der Betätigungseinrichtung parallel zu dem beweglichen Kontaktträger verschieblich gelagert. Das bedeutet, dass die eingeprägte Kraft zwischen einem Gegenlager und dem beweglichen Kontakthebel erzeugt wird und bei der Betätigung entlang des beweglichen Kontakthebels parallelverschoben wird. Dabei verändert sich die eingeprägte Kraft nicht, sondern es ist nur die Reibungskraft zu überwinden. Constructively, this can be solved in different ways. According to an advantageous embodiment of the invention, the moving force generating element engages between a housing fixed abutment and the movable contact lever and the points of application of the moving force are slidably mounted on the abutment and the movable contact lever by means of the actuating device parallel to the movable contact carrier. This means that the impressed force between a counter bearing and the movable Contact lever is generated and is moved parallel to the actuation along the movable contact lever. Here, the impressed force does not change, but it is only the frictional force to overcome.

Besondere Ausgestaltungsmöglichkeiten zur Optimierung werden erreicht, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die die Angriffspunkte der bewegenden Kraft an den Gegenlagern bildenden Auflager durch Rollen gebildet sind. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die die Angriffspunkte der bewegenden Kraft an den Gegenlagern bildenden Auflager geeignet geschmiert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die die Angriffspunkte der bewegenden Kraft an den Gegenlagern bildenden Auflager durch Kufen gebildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die die Angriffspunkte der bewegenden Kraft an den Gegenlagern bildenden Auflager mit Kugellagern gebildet. Special design possibilities for optimization are achieved if, according to an advantageous embodiment of the invention, the points of application of the moving force on the abutments forming supports are formed by rollers. It is also advantageous if the points of application of the moving force on the abutments forming bearings are lubricated suitable. According to an advantageous embodiment of the invention, the contact points of the moving force forming on the abutments supports are formed by runners. According to an advantageous embodiment of the invention, the contact points of the moving force forming on the abutments bearings are formed with ball bearings.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sieht vor, dass das die bewegende Kraft erzeugende Element um einen gehäusefesten Drehpunkt verschwenkbar gelagert ist, dass der Kontakthebel einen gebogenen Abschnitt aufweist, dass der Angriffspunkt der bewegenden Kraft an dem Hebel sich im Bereich des gebogenen Abschnittes befindet und mittels der Betätigungseinrichtung an der Oberflächenkontur des gebogenen Abschnittes sich abstützend verschwenkbar ist. Dabei wird die eingeprägte Kraft über einen festen Drehpunkt entlang einem gebogenen Teilstück des beweglichen Kontaktes verdreht. A further advantageous embodiment of the invention provides that the moving force generating element is pivotally mounted about a fulcrum fixed to the housing, that the contact lever has a bent portion, that the point of application of the moving force to the lever is in the region of the bent portion and means the actuating device on the surface contour of the bent portion is pivotally supporting. In this case, the impressed force is rotated via a fixed pivot point along a bent portion of the movable contact.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem dem beweglichen Kontaktstück abgewandten Ende des beweglichen Kontakthebels ein abgewinkeltes oder abgebogenes Endstück angeformt, und die Betätigungseinrichtung verschiebt zum Öffnen der Kontaktstelle den Angriffspunkt des die bewegende Kraft erzeugenden Elementes an dem Hebel in den Bereich des abgewinkelten oder abgebogenen Endstückes. Das abgewinkelte oder abgebogene Endstück wirkt als Hebelarm, mittels dem unter dem Einfluss des die bewegende Kraft erzeugenden Elementes der bewegliche Kontakthebel aktiv in Öffnungsrichtung verschwenkt wird. According to an advantageous embodiment, an angled or bent end piece is integrally formed on the end remote from the movable contact piece of the movable contact lever, and the actuator displaces the point of application of the moving force generating element on the lever in the region of the angled or bent end piece to open the contact point. The angled or bent end piece acts as a lever arm, by means of which under the influence of the moving force generating element of the movable contact lever is actively pivoted in the opening direction.

Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung zweier Ausführungsformen der Erfindung. Other embodiments as well as some of the advantages associated with these and other embodiments will become apparent and better understood by the following detailed description with reference to the accompanying drawings. The figures are merely a schematic representation of two embodiments of the invention.

Es zeigt It shows

1 schematisch und exemplarisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes, 1 schematically and by way of example a first embodiment of a switching device according to the invention,

2a schematisch und exemplarisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes, bei geschlossener Kontaktstelle, 2a schematically and by way of example a second embodiment of a switching device according to the invention, with a closed contact point,

2b schematisch und exemplarisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes, bei geöffneter Kontaktstelle. 2 B schematically and by way of example a second embodiment of a switching device according to the invention, with open contact point.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten oder Baugruppen mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. In the figures, identical or equivalent components or assemblies are designated by the same reference numerals.

Die 1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Schaltgerät 1 mit einem Isolierstoffgehäuse. In dem Schaltgerät 1 verläuft zwischen zwei Zugangsklemmen 19, 20 ein Strompfad. Dieser kann an einer Kontaktstelle unterbrochen und geschlossen werden. Die Kontaktstelle ist mit einem feststehenden Kontaktstück 2 und einem beweglichen Kontaktstück 4 gebildet. Das feststehende Kontaktstück 2 ist an einem Festkontaktträger 3 angebracht. Der Festkontaktträger 3 steht über eine Leitung 21 mit der Zugangsklemme 19 in elektrischer Verbindung. Das bewegliche Kontaktstück 4 ist an einem beweglichen Kontaktträger 5 befestigt. Der bewegliche Kontaktträger 5 steht über eine Leitung 22 mit der Zugangsklemme 20 in elektrischer Verbindung. The 1 shows schematically and exemplarily a switching device 1 with an insulating material housing. In the switching device 1 runs between two access terminals 19 . 20 a current path. This can be interrupted and closed at a contact point. The contact point is with a fixed contact piece 2 and a movable contact piece 4 educated. The fixed contact piece 2 is on a fixed contact carrier 3 appropriate. The fixed contact carrier 3 is over a line 21 with the access terminal 19 in electrical connection. The movable contact piece 4 is on a movable contact carrier 5 attached. The movable contact carrier 5 is over a line 22 with the access terminal 20 in electrical connection.

Der bewegliche Kontaktträger 5 ist als Lastarm a2 eines Hebels ausgebildet. Das bewegliche Kontaktstück 4 befindet sich an dem in der 1 linken Ende des Lastarms a2. Der Lastarm a2 liegt mit seinem rechten Ende an einer gehäusefesten Auflage 11 auf. An der gehäusefesten Auflage 11 ist der Angelpunkt 7 des Hebels gebildet, um den sich der Hebel verschwenken kann. Der Hebel ist ein einarmiger Hebel. Gegenüber der gehäusefesten Anlage 11 befindet sich ein gehäusefestes Gegenlager 12. Es ist dies eine Art längserstreckter, gehäusefest angebrachter Balken, der sich mit seiner Längserstreckungsrichtung in etwa parallel zu dem Hebel, also dem beweglichen Kontaktträger 5, erstreckt. The movable contact carrier 5 is formed as a load arm a2 of a lever. The movable contact piece 4 is located at the in the 1 left end of the load arm a2. The load arm a2 lies with its right end on a housing-fixed support 11 on. On the housing-fixed edition 11 is the pivot 7 formed of the lever about which the lever can pivot. The lever is a one-armed lever. Opposite the housing-fixed plant 11 there is a housing-fixed counter bearing 12 , It is a kind of elongated, fixed to the housing bar, which extends with its longitudinal extension direction approximately parallel to the lever, so the movable contact carrier 5 , extends.

Zwischen dem gehäusefesten Gegenlager 10 und dem beweglichen Kontaktträger 5 greift eine Zylinderdruckfeder 8 ein. Die Zylinderdruckfeder 8 ist hier nur beispielhaft für ein eine bewegende Kraft erzeugendes Element dargestellt, ein Element, das eine rückstellende Federkraft zwischen dem gehäusefesten Gegenlager 10 und dem beweglichen Kontaktträger 5 bewirkt. Die Zylinderdruckfeder hat einen Angriffspunkt 12 an dem gehäusefesten Gegenlager 10 und einen Angriffspunkt 13 an dem beweglichen Kontaktträger 5. Die Zylinderdruckfeder 8 drückt den beweglichen Kontaktträger 5 und damit das bewegliche Kontaktstück 4 gegen das feststehende Kontaktstück 2. Between the housing-fixed counter bearing 10 and the movable contact carrier 5 engages a cylinder spring 8th one. The cylinder pressure spring 8th is shown here only as an example of a moving force generating element, an element that has a restoring spring force between the housing fixed abutment 10 and the movable contact carrier 5 causes. The cylinder spring has a point of application 12 on the housing-fixed counter bearing 10 and a point of attack 13 on the movable contact carrier 5 , The cylinder pressure spring 8th pushes the movable contact carrier 5 and therefore the mobile one contact piece 4 against the fixed contact piece 2 ,

Die Zylinderdruckfeder 8 kann parallel zu dem beweglichen Kontaktträger 5 verschoben werden. Dazu sind die Zylinderdruckfeder 8 und damit deren Angriffspunkte 12, 13 an dem Gegenlager 10 und dem beweglichen Kontaktträger 5 verschieblich gelagert. Die Verschiebung erfolgt aufgrund der Wirkung einer Betätigungseinrichtung. Diese ist hier symbolisch durch einen Bedienhebel 6 dargestellt, der zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung verschwenkt werden kann, und eine Wirkverbindungslinie, gestrichelt dargestellt, zwischen dem Bedienhebel 6 und der Zylinderdruckfeder 8. Real kann die Wirkverbindung auf im Prinzip bekannte Weise ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines mechanischen Schaltwerkes mit Verklinkungsstelle, oder durch einen Motorantrieb beziehungsweise einen Magnetantrieb. Für die Erläuterung des Wirkprinzips der vorliegenden Erfindung brauchen Details dieser Wirkverbindung zwischen der Betätigungseinrichtung und der Zylinderdruckfeder 8 nicht dargestellt zu werden. The cylinder pressure spring 8th can be parallel to the moving contact carrier 5 be moved. These are the cylinder pressure spring 8th and thus their attack points 12 . 13 at the counter bearing 10 and the movable contact carrier 5 slidably mounted. The shift is due to the action of an actuator. This is symbolic here by a control lever 6 represented, which can be pivoted between a closed position and a switch-off position, and an operative connection line, shown in phantom, between the operating lever 6 and the cylinder pressure spring 8th , Real, the operative connection may be formed in a manner known in principle, for example by means of a mechanical switching mechanism with Verklinkungsstelle, or by a motor drive or a magnetic drive. To explain the principle of operation of the present invention, details of this operative connection between the actuator and the cylinder compression spring are needed 8th not to be shown.

Unter Verwendung der für Hebelsysteme üblicherweise verwendeten Terminologie bildet der Abschnitt des Hebels, der sich zwischen dem Angelpunkt 7 und dem Angriffspunkt 9 der Zylinderdruckfeder 8 auf dem Hebel erstreckt, den Kraftarm, mit einer Länge a1. Der Abschnitt des Hebels, der sich zwischen dem Angelpunkt 7 und dem beweglichen Kontaktstück 4 auf dem Hebel erstreckt, bildet den Lastarm, mit einer Länge a2. Der Hebel ist ein einarmiger Hebel. Kraftarm und Lastarm liegen zusammen, sie haben unterschiedliche Länge. Using the terminology commonly used for lever systems, the portion of the lever that forms between the pivot 7 and the point of attack 9 the cylinder pressure spring 8th extends on the lever, the power arm, with a length a1. The section of the lever that is between the pivot 7 and the movable contact piece 4 extends on the lever, forms the load arm, with a length a2. The lever is a one-armed lever. Power arm and load arm are together, they have different lengths.

Die Kraft, die die Zylinderdruckfeder 8 auf den Kraftarm a1 im Angriffspunkt 13 ausübt, ist die bewegende Kraft F1. Die Kraft, mit der das bewegliche Kontaktstück 4 gegen das feststehende Kontaktstück 2 gedrückt wird, ist die Kontaktkraft F2. Sie entsteht als von dem Lastarm a2 ausgeübte Lastkraft. Die Kraft, die benötigt wird, um die Zylinderdruckfeder 8 parallel zu dem Hebel zu verschieben, ist die Betätigungskraft F3. The force that the cylinder spring 8th on the force arm a1 in the attack point 13 is the moving force F1. The force with which the movable contact piece 4 against the fixed contact piece 2 is pressed, the contact force is F2. It arises as a load exerted by the load arm a2. The force needed to hold the cylinder spring 8th to move parallel to the lever, the actuating force is F3.

Aufgrund des Hebelgesetzes gilt: F1 xa1 = F2 × a2. Umgestellt nach F2 ergibt sich: F2 = (F1/a2) × a1 (1). Due to the law of levers: F1 xa1 = F2 × a2. Switched to F2 results in: F2 = (F1 / a2) × a1 (1).

Die rückstellende Federkraft F1 ist konstruktiv festgelegt, ebenso die Länge des Lastarms a2. Der Term (F1/a2) kann in erster Näherung daher als konstant angesehen werden. Es ergibt sich: F2 = K × a1 (2) The restoring spring force F1 is structurally determined, as is the length of the load arm a2. The term (F1 / a2) can therefore be regarded as constant in a first approximation. It follows: F2 = K × a1 (2)

Die Kontaktkraft F2 ist proportional zur Länge des Kraftarms a1. Durch Verschieben der Zylinderdruckfeder 8 lässt sich die Kontaktkraft variieren. Zum Einschalten des Gerätes wird man a1 möglichst groß wählen, die Zylinderdruckfeder 8 wird mittels der Betätigungseinrichtung 6 möglichst weit nach links bewegt. Zum Öffnen der Kontaktstelle wird man a1 möglichst klein machen, die Zylinderdruckfeder 8 wird mittels der Betätigungseinrichtung 6 möglichst weit nach rechts bewegt. Die zum Bewegen der Zylinderdruckfeder 8 benötigte Betätigungskraft F3, die von der Betätigungseinrichtung 6 aufgebracht werden muss, ist wesentlich geringer als die rückstellende Kraft F1 und die Kontaktkraft F2. The contact force F2 is proportional to the length of the force arm a1. By moving the cylinder compression spring 8th the contact force can be varied. To switch on the unit you will choose a1 as large as possible, the cylinder compression spring 8th is by means of the actuator 6 moved as far to the left as possible. To open the contact point you will make a1 as small as possible, the cylinder spring 8th is by means of the actuator 6 moved as far to the right as possible. The to move the cylinder spring 8th required actuation force F3, by the actuator 6 must be applied is much lower than the restoring force F1 and the contact force F2.

F3 muss im Prinzip nur die Reibungskräfte an den Angriffspunkten 12 und 13 zwischen der Zylinderdruckfeder 8 und dem gehäusefesten Gegenlager 10 und dem beweglichen Kontaktträger 5 überwinden. Dazu sind die Auflager der Zylinderdruckfeder 8, die die Angriffspunkte 12, 13 der bewegenden Kraft F1 an dem Gegenlager 10 und dem beweglichen Kontaktträger 5 bilden, durch gleitende Kufen 14 gebildet, die das Verschieben erleichtern. Die Betätigungskraft ist daher sehr gering. Mit einer kleinen Betätigungskraft kann eine hohe Kontaktkraft erzeugt werden. In principle, F3 only needs the frictional forces at the points of attack 12 and 13 between the cylinder compression spring 8th and the housing-fixed counter bearing 10 and the movable contact carrier 5 overcome. These are the supports of the cylinder compression spring 8th that the attack points 12 . 13 the moving force F1 at the counter bearing 10 and the movable contact carrier 5 form, by sliding runners 14 formed, which facilitate the shifting. The operating force is therefore very low. With a small operating force, a high contact force can be generated.

Ein weiteres Federelement kann an dem beweglichen Kontaktträger 5 angreifen und diesen zum Öffnen zum Verschwenken im Uhrzeigersinn, weg von dem feststehenden Kontaktstück 2, beaufschlagen. Ein solches Element ist hier nicht dargestellt. Es wäre dann so auszulegen, dass seine Kraftwirkung auf den beweglichen Kontaktträger 5 nur zum Tragen kommt, wenn die Zylinderdruckfeder 8 sich weit rechts befindet, in der Öffnungsstellung, und die Kontaktkraft F2 gemäß Gleichung (2) sehr niedrig geworden ist. Another spring element may be on the movable contact carrier 5 engage and open it to pivot clockwise, away from the fixed contact 2 to apply. Such an element is not shown here. It would then be interpreted that its force acting on the moving contact carrier 5 only comes into play when the cylinder spring 8th is far right, in the open position, and the contact force F2 according to equation (2) has become very low.

An dem dem beweglichen Kontaktstück 4 abgewandten Ende des beweglichen Kontakthebels 5 ist ein abgebogenes Endstück 18 angeformt. Es biegt sich, ausgehend von dem Angelpunkt 7, konvex nach oben von der gehäusefesten Auflage 11 weg. Die Betätigungseinrichtung 6 verschiebt zum Öffnen der Kontaktstelle den Angriffspunkt 9 der Zylinderdruckfeder 8 an dem Hebel in den Bereich des abgebogenen Endstückes 18, so dass die Zylinderdruckfeder 8 dann gegen die konkave Innenseite des abgebogenen Endstücks 18 drückt. Das abgebogene Endstück wirkt dann als Hebelarm, mittels dem unter dem Einfluss der Zylinderdruckfeder 8 der bewegliche Kontakthebel 5 aktiv in Öffnungsrichtung, in der Abbildung ist das im Uhrzeigersinn, verschwenkt wird. At the the movable contact piece 4 remote end of the movable contact lever 5 is a bent tail 18 formed. It bends, starting from the pivot 7 , convex upward from the housing-fixed support 11 path. The actuating device 6 moves the point of contact to open the contact point 9 the cylinder pressure spring 8th on the lever in the region of the bent end piece 18 , so the cylinder spring 8th then against the concave inside of the bent tail 18 suppressed. The bent end then acts as a lever arm, by means of which under the influence of the cylinder compression spring 8th the movable contact lever 5 active in the opening direction, in the figure, this is clockwise, is pivoted.

Die 2a und 2b zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass hier die Zylinderdruckfeder 8‘ um einen gehäusefesten Drehpunkt 16 verschwenkbar gelagert ist und der Kontakthebel 5‘ einen gebogenen Abschnitt (17) aufweist. Der Angriffspunkt 9‘ der bewegenden Kraft F1 an dem Hebel 5‘ befindet sich im Bereich des gebogenen Abschnittes 17 und ist mittels der Betätigungseinrichtung 6‘ an der Oberflächenkontur des gebogenen Abschnittes 17 sich abstützend verschwenkbar. Wie aus 2a und 2b hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Funktion darüber hinaus dieselbe wie bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform. Auch hier ist die Betätigungskraft F3 wesentlich niedriger als die Kontaktkraft F2. The 2a and 2 B show a further embodiment of the invention. This is different from the one in the 1 shown embodiment in that here the cylinder compression spring 8th' around a fulcrum fixed to the housing 16 is pivotally mounted and the contact lever 5 ' a bent section ( 17 ) having. The attack point 9 ' the moving force F1 on the lever 5 ' is located in the area of the bent section 17 and is by means of the actuator 6 ' on the surface contour of the bent portion 17 pivotally supported. How out 2a and 2 B In addition, the function according to the invention is the same as that in the 1 illustrated embodiment. Again, the actuating force F3 is much lower than the contact force F2.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaltgerät switchgear
1‘1': Schaltgerät switchgear
22: feststehendes Kontaktstück fixed contact piece
2‘2 ': feststehendes Kontaktstück fixed contact piece
33: Festkontaktträger Fixed contact carrier
3‘3 ': Festkontaktträger Fixed contact carrier
44: bewegliches Kontaktstück movable contact piece
4‘4 ': bewegliches Kontaktstück movable contact piece
55: beweglicher Kontaktträger movable contact carrier
66: Betätigungseinrichtung actuator
6‘6 ': Betätigungseinrichtung actuator
77: Angelpunkt crucial point
88th: eine bewegende Kraft erzeugendes Element a moving force generating element
8‘8th': eine bewegende Kraft erzeugendes Element a moving force generating element
99: Angriffspunkt attackpoint
9‘9 ': Angriffspunkt attackpoint
1010: gehäusefestes Gegenlager fixed housing
1111: gehäusefeste Auflage housing-fixed edition
1212: Angriffspunkt der bewegenden Kraft F1 an dem Gegenlager Point of application of the moving force F1 on the anvil
1313: Angriffspunkt der bewegenden Kraft F1 an dem beweglichen Kontaktträger Point of application of the moving force F1 on the movable contact carrier
1414: Kufe skid
1515: Rolle role
1616: gehäusefester Drehpunkt fixed housing fulcrum
1717: gebogener Abschnitt curved section
1818: Endstück tail
18‘18 ': Endstück tail
1919: Zugangsklemme access terminal
2020: Zugangsklemme access terminal
2121: Leitung management
2222: Leitung management
F1F1: bewegende Kraft moving force
F2F2: Kontaktkraft contact force
F3F3: Betätigungskraft operating force
a1a1: Kraftarm power arm
a2a2: Lastarm load arm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013017381 A1 [0002]
DE 3737539 C2 [0002]

Claims

Switching device ( 1 ) with a contact system, one with a fixed contact piece ( 2 ) provided fixed contact carrier ( 3 ) and one with a movable contact piece ( 4 ) provided movable contact carrier ( 5 ), and that an actuating device ( 6 ) for opening or closing the fixed and movable contacts ( 2 . 4 ) formed contact point, wherein when the contact point is closed, the contact pieces ( 2 . 4 ) are pressed together under the action of a contact force (F2), the contact system having a lever with a load arm (a2), a force arm (a1) and a pivot point ( 7 ) and the movable contact carrier ( 5 ) is formed as a load arm of the lever, wherein the contact force (F2) arises as a load force exerted by the load arm (a2), characterized in that the contact system is an element ( 8th ) which generates a moving force (F1) acting on the lever, the length of the force arm (a1) being determined by the distance of the pivot ( 7 ) from the point of attack ( 9 ) of the moving force (F1) generating element ( 8th ) is determined on the lever, that the actuating device ( 6 ) with the moving force (F1) generating element ( 8th ) is in operative connection and on the moving force (F1) generating element ( 8th ) one the point of attack ( 9 ) of the moving force (F1) on the lever displacing and thus the length of the force arm (a1) changing actuating force (F3) exerts.

Switching device ( 1 ) According to claim 1, characterized in that the moving force (F1) (generating element 8th ) between a housing-fixed abutment ( 10 ) and the movable contact carrier ( 5 ) attacks and the attack points ( 12 . 13 ) of the moving force (F1) on the abutment ( 10 ) and the movable contact carrier ( 5 ) by means of the actuating device ( 6 ) parallel to the movable contact carrier ( 5 ) are mounted displaceably.

Switching device ( 1 ) According to claim 2, characterized in that the (the points 12 . 13 ) of the moving force (F1) on the abutment ( 10 ) and the movable contact carrier ( 5 ) forming supports by rolling ( 15 ) are formed.

Switching device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the attack points ( 12 . 13 ) of the moving force (F1) on the abutment ( 10 ) and the movable contact carrier ( 5 ) forming supports by runners ( 14 ) are formed.

Switching device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the attack points ( 12 . 13 ) of the moving force on the counter bearing ( 10 ) and the movable contact carrier ( 5 ) forming bearings are formed with ball bearings.

Switching device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the moving force (F1) generating element ( 8th' ) around a housing-fixed pivot point ( 16 ) is pivotally mounted, that the contact lever ( 5 ' ) a bent portion ( 17 ) that the point of application ( 9 ' ) of the moving force (F1) on the lever ( 5 ' ) in the region of the curved section ( 17 ) and by means of the actuating device ( 6 ' ) on the surface contour of the bent portion ( 17 ) is pivotally supporting.

Switching device ( 1 ) According to one of the preceding claims, characterized in that at the (the movable contact piece 4 . 4 ' ) facing away from the end of the movable contact lever ( 5 . 5 ' ) an angled or bent tail ( 18 . 18 ' ) and that the actuating device ( 6 . 6 ' ) to open the contact point the point ( 9 . 9 ' ) of the moving force generating element ( 8th . 8th' ) on the lever in the region of the angled or bent end piece ( 18 . 18 ' ) shifts.

Switching device ( 1 . 1' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the moving force generating element ( 8th . 8th' ) is a spring element which produces a restoring spring force.