DE10306319B3

DE10306319B3 - Elektromechanischer Leistungsschalter

Info

Publication number: DE10306319B3
Application number: DE2003106319
Authority: DE
Inventors: Norbert Schaar; Gerhard Wilhelm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-02-15
Also published as: WO2004073008A1; CN1748280A; CN100386838C; EP1593139B1; HK1086944A1; EP1593139A1

Abstract

Ein elektromechanischer Leistungsschalter weist einen Drehantrieb (1) auf, der zwischen einer Ein- und einer Aus-Stellung verdrehbar ist und über ein Antriebselement (3) auf einen Kontaktbrückenträger (5) wirkt. Bei Verdrehen in die Ein-Stellung ist mittels des Kontaktbrückenträgers (5) mindestens eine Kontaktbrücke (9) auf Gegenkontakte (10) absenkbar. Bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) ist bei Verdrehen in die Aus-Stellung die Kontaktbrücke (9) mittels des Kontaktbrückenträgers (5) von den Gegenkontakten (10) abhebbar. Das Antriebselement (3) wird bei nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) an den Drehantrieb (1) angedrückt. Bei verschweißter Kontaktbrücke (9) wird das Antriebselement (3) vom Kontaktbrückenträger (5) in einer Stellung gehalten, in der es ein Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung blockiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Leistungsschalter, mit einem um eine Drehachse drehbaren Drehantrieb, einem Antriebselement, einem Kontaktbrückenträger, mindestens einer Kontaktbrücke und Gegenkontakten,

– wobei der Drehantrieb zwischen einer Ein- und einer Aus-Stellung verdrehbar ist und über das Antriebselement auf den Kontaktbrückenträger wirkt,
– wobei bei Verdrehen des Drehantriebs in die Ein-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke mittels des Kontaktbrückenträgers auf die Gegenkontakte absenkbar ist,
– wobei bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke bei Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke mittels des Kontaktbrückenträgers von den Gegenkontakten abhebbar ist,
– wobei das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke an den Drehantrieb angedrückt wird.

Derartige Leistungsschalter sind allgemein bekannt. Sie müssen insbesondere die Anforderungen nach IEC 947-Teil 1 erfüllen. Das heißt, der Drehantrieb eines solchen Leistungsschalters darf bis zu einem in der IEC 947-Teil 1 angegebenen Drehmoment nicht in die Aus-Stellung gebracht werden können, wenn die Kontaktbrücke mit den Gegenkontakten verschweißt ist.

Insbesondere vorhandene Toleranzen und Elastizitäten führen in der Praxis dazu, dass der Drehantrieb trotz verschweißter Kontaktbrücke mit einem Drehmoment unterhalb des vorgeschriebenen Ausschaltdrehmoments in die Aus-Stellung gebracht werden kann. Die Norm kann daher im Stand der Technik nur mit Hilfe von Zusatzteilen erfüllt werden.

Ein elektromagnetischer Leistungsschalter der eingangs genannten Art ist z. B. aus der DE-A-101 52 425 bekannt. Bei diesem Leistungsschalter wird bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke ein Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung blockiert. Als Blockierelement dient dabei ein vom Kontaktbrückenträger betätigter Stift, der bei verschweißter Kontaktbrücke in eine Nut des Drehantriebs eingreift.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Leistungsschalter derart auszugestalten, dass der Drehantrieb bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke auch ohne Verwendung von Zusatzteilen nicht bzw. nur mit deutlich erhöhtem Kraftaufwand in die Aus-Stellung gebracht werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke vom Kontaktbrückenträger in einer Stellung gehalten wird, in der es ein Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung blockiert.

Eine konstruktive Lösung dieses Prinzips ist beispielsweise dadurch gegeben,

– dass der Drehantrieb und das Antriebselement Profilierungen aufweisen,
– dass die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke nicht miteinander in Kontakt kommen,
– dass die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke in einem ersten Radialabstand von der Drehachse miteinander in Kontakt kommen und
– dass durch den Kontakt der Profilierungen das Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung blockiert wird.

In der Praxis kommen der Drehantrieb und das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke in der Regel auch in einem zweiten Radialabstand in Kontakt, der kleiner als der erste Radialabstand ist. Idealerweise aber würde der Drehantrieb bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke nur bei Fehlen der Profilierungen in dem zweiten Radialabstand mit dem Antriebselement zusammenwirken.

Das Antriebselement ist in der Regel derart angeordnet, dass es um eine Antriebsachse drehbar ist, welche parallel zu einer zur Drehachse normalen Ebene verläuft. Denn dann ist der Leistungsschalter konstruktiv besonders einfach ausgebildet.

Wenn in diesem Fall das Antriebselement bezüglich der Antriebsachse unverschieblich gelagert ist, die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke an einem Wirkort miteinander in Kontakt kommen und ein auf der Drehachse senkrecht stehender Vektor zum Wirkort im Wesentlichen parallel zu einer zur Antriebsachse normalen Ebene verläuft, ist das Blockieren des Drehantriebs besonders wirksam.

Wenn das Antriebselement über einen Umlenkmechanismus, insbesondere einen Kniegelenkmechanismus, auf den Kontaktbrückenträger wirkt, ist die Wirkkette vom Drehantrieb zum Kontaktbrückenträger flexibler gestaltbar.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
1 einen Schnitt durch einen elektromagnetischen Leistungsschalter,
2 eine perspektivische Ansicht des Schnitts von 1,
3, 5 und 7 Schnitte durch den Leistungsschalter der 1 und 2 längs der Linie A-A in 1 und
4, 6 und 8 Schnitte durch den Leistungsschalter der 1 und 2 längs der Linie B-B in 1.
Gemäß den 1 und 2 weist ein elektromagnetischer Leistungsschalter einen Drehantrieb 1 auf. Der Drehantrieb 1 ist um eine Drehachse 2 drehbar. Er weist zwei Endstellungen auf. Die eine Endstellung wird nachstehend Aus-Stellung genannt. Sie ist in den 3 und 4 dargestellt. Die andere Endstellung wird nachfolgend Ein-Stellung genannt. Sie ist in den 1, 2, 5 und 6 dargestellt.
Ein Antriebselement 3 ist unterhalb des Drehantriebs 1 um eine Antriebsachse 4 drehbar gelagert. Die Antriebsachse 4 verläuft dabei parallel zu (bzw. in) einer Ebene, die normal (senkrecht) zur Drehachse 2 verläuft. Das Antriebselement 3 ist bezüglich der Antriebsachse 4 axial unverschieblich gelagert.
Der Drehantrieb 1 wirkt über das Antriebselement 3 auf einen Kontaktbrückenträger 5. Im vorliegenden Fall wirkt dabei das Antriebselement 3 nicht direkt, sondern über einen Umlenkmechanismus 6 auf den Kontaktbrückenträger 5. Der Umlenkmechanismus 6, der gemäß Ausführungsbeispiel als Kniegelenkmechanismus 6 ausgebildet ist, könnte aber auch entfallen.
Der Kontaktbrückenträger 5 ist mittels eines Federelements 7 vorbelastet. Dadurch wird auch auf das Antriebselement 3 eine Kraft ausgeübt, so dass das Antriebselement 3 an den Drehantrieb 1 angedrückt wird.
Der elektromagnetische Leistungsschalter weist ferner mindestens einen schaltbaren elektrischen Kontakt 8 auf. Aus den 3, 5 und 7 ist dabei ersichtlich, dass sogar drei derartige Kontakte 8 vorhanden sind. Gegebenenfalls könnten aber auch mehr oder weniger als drei derartige Kontakte 8 vorhanden sein. Jeder Kontakt 8 weist eine bewegliche Kontaktbrücke 9 und feststehende Gegenkontakte 10 auf.
Beim Verdrehen des Drehantriebs 1 durch eine Bedienperson von der Aus- in die Ein-Stellung wird der Kontaktbrückenträger 5 gegen die Federkraft des Federelements 7 nach oben ausgelenkt. Dadurch werden – siehe 5 und 6 – die Kontaktbrücken 9 auf die korrespondierenden Gegenkontakte 10 abgesenkt.
Bei ordnungsgemäßem Funktionieren des elektromagnetischen Leistungsschalters sind die Kontaktbrücken 9 und die Gegenkontakte 10 nicht miteinander verschweißt. In diesem Fall bleibt das Antriebselement 3 auch während des (manuellen) Rückführens des Drehantriebs 1 von der Ein- in die Aus-Stellung an den Drehantrieb 1 angedrückt. Bei mit den Gegenkontakten 10 nicht verschweißten Kontaktbrücken 9 werden dadurch beim Verdrehen des Drehantriebs 1 von der Ein- in die Aus-Stellung auch die Kontaktbrücken 9 mittels des Kontaktbrückenträgers 5 von den Gegenkontakten 10 abgehoben.
Der Drehantrieb 1 und das Antriebselement 3 weisen Profilierungen 11, 12 auf. Wie aus 3 und noch deutlicher aus 4 ersichtlich ist, sind die Profilierungen 11, 12 derart aufeinander abgestimmt, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommen, wenn die Kontaktbrücken 9 nicht mit den Gegenkontakten 10 verschweißt sind. Wenn hingegen mindestens eine der Kontaktbrücken 9 mit ihren korrespondierenden Gegenkontakten 10 verschweißt ist, kann der Kontaktbrückenträger 5 sich nicht nach unten bewegen. Dadurch wird das Antriebselement 3 vom Kontaktbrückenträger 5 in einer Stellung gehalten, in der die Profilierungen 11, 12 miteinander in Kontakt kommen. Dieser Zustand ist in den 7 und 8 dargestellt.
Wie aus den 7 und 8 ersichtlich ist, kommen die Profilierungen 11, 12 an einem Wirkort miteinander in Kontakt, der einen ersten Radialabstand L1 von der Drehachse 2 aufweist. Wie aus den 7 und 8 ferner ersichtlich ist, steht ein Vektor V senkrecht auf der Drehachse 2 und zeigt zum Wirkort. Dieser Vektor V verläuft parallel zu (bzw. in) einer Ebene, die normal (senkrecht) zur Antriebsachse 4 verläuft. Auf Grund der axial unverschieblichen Lagerung des Antriebselements 3 auf der Antriebsachse 4 wird somit erreicht, dass durch den Kontakt der Profilierungen 11, 12 ein Verdrehen des Drehantriebs 1 in die Aus-Stellung blockiert wird. Die Bedienperson erhält somit eine taktil erfassbare Rückmeldung über den Störzustand „verschweißte Kontaktbrücke 9".
Wenn mindestens eine der Kontaktbrücken 9 mit ihren korrespondierenden Gegenkontakten 10 verschweißt ist, kommen – siehe insbesondere 8 – der Drehantrieb 1 und das Antriebselement 3 auch in einem zweiten Radialabstand L2 miteinander in Kontakt. Der zweite Radialabstand L2 ist dabei kleiner als der erste Radialabstand L1. Noch besser wäre es hingegen, wenn zwischen dem Drehantrieb 1 und dem Antriebselement 3 dieser zweite Kontakt nicht aufträte, an der Stelle 13 also ein geringer Restabstand L3 verbliebe. In diesem Fall würde der Drehantrieb 1 mit dem Antriebselement 3 in dem zweiten Radialabstand L2 nur dann zusammenwirken, wenn die Profilierungen 11, 12 fehlten.
Mittels des erfindungsgemäß ausgestalteten elektromagnetischen Leistungsschalters ist auf einfache Weise eine normgerechte Funktion erreichbar, ohne dass hierzu zusätzliche Bauelemente benötigt werden.

Claims

Elektromechanischer Leistungsschalter, mit einem um eine Drehachse (2) drehbaren Drehantrieb (1), einem Antriebselement (3), einem Kontaktbrückenträger (5), mindestens einer Kontaktbrücke (9) und Gegenkontakten (10), – wobei der Drehantrieb (1) zwischen einer Ein- und einer Aus-Stellung verdrehbar ist und über das Antriebselement (3) auf den Kontaktbrückenträger (5) wirkt, – wobei bei Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Ein-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke (9) mittels des Kontaktbrückenträgers (5) auf die Gegenkontakte (10) absenkbar ist, – wobei bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) bei Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke (9) mittels des Kontaktbrückenträgers (5) von den Gegenkontakten (10) abhebbar ist, – wobei das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) an den Drehantrieb (1) angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) vom Kontaktbrückenträger (5) in einer Stellung gehalten wird, in der es ein Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung blockiert.
Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Drehantrieb (1) und das Antriebselement (3) Profilierungen (11, 12) aufweisen, – dass die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) nicht miteinander in Kontakt kommen, – dass die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) in einem ersten Radi alabstand (L1) von der Drehachse (2) miteinander in Kontakt kommen und – dass durch den Kontakt der Profilierungen (11, 12) das Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung blockiert wird.
Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (1) und das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) auch in einem zweiten Radialabstand (L2) von der Drehachse (2) in Kontakt kommen, der kleiner als der erste Radialabstand (L1) ist.
Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (1) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) nur bei Fehlen der Profilierungen (11, 12) in einem zweiten Radialabstand (L2) von der Drehachse (2) mit dem Antriebselement (3) zusammenwirken würde, der kleiner als der erste Radialabstand (L1) ist.
Leistungsschalter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) um eine Antriebsachse (4) drehbar ist und dass die Antriebsachse (4) parallel zu einer zur Drehachse (2) normalen Ebene verläuft.
Leistungsschalter nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Antriebselement (3) bezüglich der Antriebsachse (4) axial unverschieblich gelagert ist, – dass die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) an einem Wirkort miteinander in Kontakt kommen und – dass ein auf der Drehachse (2) senkrecht stehender Vektor (V) zum Wirkort im Wesentlichen parallel zu einer zur Antriebsachse (4) normalen Ebene verläuft.
Leistungsschalter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (3) über einen Umlenkmechanismus (6), insbesondere einen Kniegelenkmechanismus (6), auf den Kontaktbrückenträger (5) wirkt.