DE1119960B

DE1119960B - Electrical switch with separate tear-off and main contacts

Info

Publication number: DE1119960B
Application number: DEC13579A
Authority: DE
Inventors: Louis Vaneur
Original assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Current assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Priority date: 1955-10-28
Filing date: 1956-08-24
Publication date: 1961-12-21
Also published as: BE550258A

Description

Elektrischer Schalter mit getrennten Abreiß- und Hauptkontakten Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem festen und einem beweglichen Kontaktkörper, welcher aufeinander abwälzbare Kontaktoberflächen und getrennte Abreiß- und Hauptkontakte aufweist, wobei der bewegliche Kontaktkörper schwenkbar an einem Träger angelenkt und zwischen dem beweglichen Kontaktkörper und dem Träger eine Feder angeordnet ist.Electrical switch with separate breakaway and main contacts Die The invention relates to an electrical switch with a fixed and a movable contact body, which contact surfaces that can be rolled onto one another and Has separate tear-off and main contacts, the movable contact body pivotably articulated on a carrier and between the movable contact body and a spring is arranged on the carrier.

Bei einem bekannten Schalter dieser Bauart ist der bewegliche Kontaktkörper auf einem Hebel befestigt, der seinerseits um eine gehäusefeste Achse schwenkbar ist. Die Einschaltung erfolgt hierbei in der Weise, daß der bewegliche Kontaktkörper von einer Schalterwelle aus über ein Kniehebelgelenk mit zwei Federn betätigt wird, wobei diese Federn an dem beweglichen Kontaktkörper an verschiedenen Seiten von dessen Anlenkachse befestigt sind, so daß sie einander entgegengesetzt gerichtete Drehmomente auf den beweglichen Kontaktkörper ausüben und hierbei in Parallelschaltung auf den Abreißkontakt und, auf den Hauptkontakt einwirken.In a known switch of this type, the movable contact body is mounted on a lever, which in turn can be pivoted about an axis fixed to the housing is. The activation takes place in such a way that the movable contact body is operated by a switch shaft via a toggle joint with two springs, these springs on the movable contact body on different sides of whose pivot axis are attached so that they are directed opposite to each other Apply torques on the moving contact body and in parallel connection act on the tear-off contact and on the main contact.

Ein Nachteil dieser bekannten Schalter besteht darin, daß beim Einschalten ein Zurückprellen der den Kontakt bildenden Teile bewirkt wird, wobei dieses Zurückprellen eine öffnung der Abreißkontakte in dem Augenblick bewirken kann, in dem die Hauptkontakte geschlossen werden, so daß sich an diesen ein Lichtbogen ausbilden kann.A disadvantage of this known switch is that when switched on a rebound of the parts forming the contact is caused, this rebounding an opening of the tear-off contacts can cause the moment in which the main contacts are closed so that an arc can form on these.

Bei einer anderen Kontaktanordnung für elektrische Schalter, bei welcher der eine der beiden Schaltkontakte gelenkig und federnd mit einem Träger verbunden ist, umfaßt ein Kontakt den anderen Kontakt winkelförrnig derart, daß bei der Annäherung der Kontakte die Berührung zunächst am einen Schenkel des Winkels stattfindet, während sie beim vollständigen Schließen des Schalters auf den anderen Schenkel desselben übergeht. Durch das hierdurch bewerkstelligte Abrollen des einen Kontaktkörpers auf den anderen kann zwar ein Rückprall des beweglichen Kontaktkörpers von dem festen Kontaktkörper weitgehend vermieden werden, die Kontaktanordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß insbesondere bei der Einleitung des Einschaltvorganges und bei Beendigung des Ausschaltvorganges der Kontaktdruck über einen verhältnismäßig langen Zeitabschnitt gering bleibt, wodurch das Auftreten von Lichtbogen auf weiten Flächen begünstigt wird. Zudem weist diese bekannte Kontaktanordnung keine definierten Abreiß- und Hauptkontakte auf, was dazu fährt, daß die Zerstörung infolge Lichtbogenbildung von den ersten Berührungspunkten der beiden Kontaktkörper an in Richtung auf die Teile, welche in Betrieb die Kontaktgabe bewirken, fortschreiten kann, so daß die Gefahr der Beschädigung der Hauptkontaktteile bebereits nach einer verhältnismäßig geringen Schaltzahl gegeben ist.In another contact arrangement for electrical switches, in which one of the two switching contacts is articulated and resiliently connected to a carrier is, one contact includes the other contact angularly so that when approached of the contacts the contact initially takes place on one leg of the angle, while when the switch is fully closed, it applies to the other leg of the same transforms. As a result of the unwinding of the one contact body brought about by this on the other can a rebound of the movable contact body from the fixed Contact bodies are largely avoided, but the contact arrangement has the Disadvantage that especially when initiating the switch-on process and upon termination of the switch-off process, the contact pressure over a relatively long period of time remains low, which favors the occurrence of arcs over large areas will. In addition, this known contact arrangement has no defined tear-off and Main contacts on what leads to destruction due to arcing from the first contact points of the two contact bodies in the direction of the Parts that cause the contact in operation, can progress so that the Risk of damage to the main contact parts already after a relative low number of operations.

Außerdem besteht bei den bekannten Kontaktanordnungen die Gefahr, daß sich die Kontaktkörper infolge von Kurzschlußströmen durch die hierdurch auftretenden elektrodynamischen Kräfte öffnen.In addition, with the known contact arrangements there is the risk of that the contact body as a result of short-circuit currents through the resulting open electrodynamic forces.

Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter zu schaffen, der unter Vermeidung der erwähnten Übelstände eine zuverlässige Kontaktgabe mit geringem übergangswiderstand gewährleistet und auch bei großer Schalthäufigkeit eine lange Lebensdauer besitzt.The aim of the invention is to create an electrical switch, who, while avoiding the abuses mentioned, made reliable contact with low contact resistance guaranteed and also with high switching frequency has a long service life.

Gemäß der Erfindung ist ein elektrischer Schalter der eingangs genannten Bauart in der Weise ausgebildet, daß der Träger aus einem Hauptträger und einem an diesem um eine Achse schwenkbar gelagerten Hilfsträger besteht, an welchem der bewegliche Kontaktkörper um eine Achse schwenkbar gelagert ist, wobei eine Feder zwischen Hauptträger und Hilfsträger und eine weitere Feder zwischen Hilfsträger und beweglichem Kontaktkörper vorgesehen ist.According to the invention, an electrical switch is of the type initially mentioned Design designed in such a way that the carrier from a main carrier and a on this auxiliary carrier pivotably mounted about an axis, on which the movable contact body is pivotably mounted about an axis, with a spring between main beam and sub-beam and another spring between sub-beam and movable contact body is provided.

Die Anordnung ist dabei zweckmäßigerweise so getroffen, daß die Schwenkung des Hilfsträgers gegenüber dem Hauptträger unter der Wirkung der Feder durch einen Anschlag in einer Richtung in der Weise begrenzt wird, daß die Feder erst wirksam wird, wenn der Hauptträger seine Schwenkbewegung nach Kontaktgabe der Hauptkontakte fortsetzt. Hierdurch wird der Kontaktdruck, welcher nach Beendigung der Schaltbewegung auftritt vergrößert, was eine zuverlässige Kontaktgabe der Hauptkontakte gewährleistet. - Der feste und der bewegliche Kontaktkörper können etwa in Form -eines offenen V ausgebildet sein und sich bei der Schaltbetätigung ineinander fügen bzw. aufeinander abrollen, wobei die Schwenkachse des beweglichen Kontaktkörpers an seinem Träger nahe der Spitze dieses V angeordnet ist, so daß die Kontaktkörper sich aufeinander verriegeln und jede Kraft, welche den beweglichen Kontaktkörper um seine Schwenkachse zu drehen sucht, den Kontaktdruck auf dem einen oder anderen Schenkel des V verstärkt.The arrangement is expediently such that the pivoting of the auxiliary carrier relative to the main carrier is limited under the action of the spring by a stop in one direction in such a way that the spring only becomes effective when the main carrier continues its pivoting movement after the main contacts have made contact . This increases the contact pressure that occurs after the switching movement has ended, which ensures that the main contacts make reliable contact. - The fixed and the movable contact body can be designed in the form of an open V and join or roll on top of each other when the switch is actuated, the pivot axis of the movable contact body being arranged on its support near the tip of this V, so that the contact body lock onto each other and any force that tries to rotate the movable contact body about its pivot axis increases the contact pressure on one or the other leg of the V.

Die Abreißkontakte bestehen zweckmäßigerweise aus einem leitenden, hitzebeständigen Stoff, z. B. Wolfram od. dgl., während die Hauptkontakte aus einem elektrisch gut leitendenden Stoff, z. B. Silber, bestehen oder hiermit überzogen sind.The tear-off contacts expediently consist of a conductive, heat-resistant material, e.g. B. Tungsten od. Like., While the main contacts from one electrically conductive substance, e.g. B. silver, exist or coated with it are.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 bis 4 den erfindungsgemäßen Schalter in vier verschiedenen Schaltphasen, wobei Fig. 1 die öffnungsstellung und Fig. 4 die Schließstellung veranschaulichen.Further advantages and details of the invention emerge from the description of an exemplary embodiment with reference to the drawing. In the drawing, FIGS. 1 to 4 show the switch according to the invention in four different switching phases, FIG. 1 illustrating the open position and FIG. 4 illustrating the closed position.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den festen und 2 den beweglichen Kontaktkörper. Die Stromzuführung zu dem beweglichen Kontaktkörper 2 erfolgt über einen biegsamen Leiter 17. In the drawing, 1 denotes the fixed and 2 the movable contact body. Power is supplied to the movable contact body 2 via a flexible conductor 17.

Der bewegliche Kontaktkörper 2 ist um eine Achse 3 schwenkbar gelagert, die ihrerseits mit einem Hilfsträger 4 fest verbunden ist. Dieser Hilfsträger ist seinerseits um eine Achse, 5 schwenkbar, die mit einem Hauptträger 6 fest verbunden ist. Dieser Hauptträger ist z. B. auf dem Hauptarm eines Schützes um eine Achse 7 schwenkbar befestigt, welcher unter der Wirkung einer elektromagnetischen Einrichtung steht. Die elektromagnetische Einrichtung, welche nicht dargestellt ist bewirkt die Schwenkung des Trägers 6 um die Achse 7 um einen bestimmten Ausschlagwinkel. Der Hauptträger 6 ruht auf einem Anschlag 12, welcher die öffnungsbewegung begrenzt.The movable contact body 2 is mounted pivotably about an axis 3 , which in turn is firmly connected to an auxiliary carrier 4. This auxiliary carrier is in turn pivotable about an axis 5 , which is firmly connected to a main carrier 6. This main carrier is z. B. mounted pivotably about an axis 7 on the main arm of a contactor, which is under the action of an electromagnetic device. The electromagnetic device, which is not shown, causes the carrier 6 to pivot about the axis 7 by a certain deflection angle. The main carrier 6 rests on a stop 12 which limits the opening movement.

Der bewegliche Kontaktkörper 2, welcher an dem Hauptträger 6 über den Hilfsträger 4 gelenkig befestigt ist, weist eine Kontaktfläche 2 a auf, die eine Abwälzfläche für die Fläche la des festen Kontaktkörpers 1 bildet. Der Kontaktkörper 1, der z. B. aus Kupfer besteht, weist einen Abreißkontakt 8 aus einem leitenden, hitzebeständigen Stoff, wie z. B. Wolfram, und einen Hauptkontakt 9 aus Silber auf. Der bewegliche Kontaktkörper 2, welcher z. B. aus Kupfer besteht, ist mit einem Abreißkontakt 10 und einem Hauptkontakt 11 ausgestattet.The movable contact body 2, which is articulated to the main carrier 6 via the auxiliary carrier 4, has a contact surface 2a which forms a rolling surface for the surface 1 a of the fixed contact body 1. The contact body 1, the z. B. consists of copper, has a tear-off contact 8 made of a conductive, heat-resistant material, such as. B. tungsten, and a main contact 9 made of silver. The movable contact body 2, which z. B. consists of copper, is equipped with a breakaway contact 10 and a main contact 11 .

Der bewegliche Kontaktkörper 2 wird durch eine Feder 15 gegen einen Anschlag 16 gedrückt, der seine Anfangsstellung festlegt. Die Kontaktkörper 1 und 2 haben die Form eines offenen V, wodurch sie sich bei geschlossenem Schütz aufeinander verriegeln.The movable contact body 2 is pressed by a spring 15 against a stop 16 which defines its initial position. The contact bodies 1 and 2 have the shape of an open V, whereby they lock on each other when the contactor is closed.

Jede Kraft, welche die Kontaktkörper 1 und 2 im oberen Teil zu öffnen sucht, verstärkt den Kontaktdruck der Hauptkontakte 9 und 11, indem der bewegliche Kontaktkörper2 um die Achse 3 geschwenkt wird, und andererseits wird jede Kraft, welche die Kontakte im unteren Teil zu öffnen sucht, den Kontaktdruck im oberen Teil verstärken, indem eine Schwenkung um die Achse 3 im entgegengesetzten Sinne eintritt.Any force that seeks to open the contact bodies 1 and 2 in the upper part increases the contact pressure of the main contacts 9 and 11 by pivoting the movable contact body 2 about the axis 3, and on the other hand, any force that opens the contacts in the lower part seeks to increase the contact pressure in the upper part by pivoting about axis 3 in the opposite direction.

Jede durch den Stromfluß, insbesondere bei Durchgang eines Kurzschlußstromes, zwischen den Kontakten erzeugt-- elektrodynamische Kraft sucht den beweglichen Kontaktkörper in dem einen oder anderen Sinne zu schwenken, wodurch ebenfalls der Kontaktdruck verstärkt und die Kontaktgabe um so mehr verbessert wird, je größer der Strom ist.Each generated by the current flow, especially when a short-circuit current passes through the contacts - electrodynamic force tries to pivot the movable contact body in one sense or the other, which also increases the contact pressure and the contact is improved the greater the current is.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Die Kontaktkörper 1 und 2 liegen anfänglich mit Abstand zueinander. Durch die Wirkung der elektromagnetischen Einrichtung od. dgl. wird der Hauptträger 6 um die Achse 7 geschwenkt, bis der bewegliche Kontaktkörper2 den festen Kontaktkörperl berührt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Kontaktkörper 2 liegt dabei gegen den Anschlag 16 an, wührend der Hilfsträger 4 durch eine Feder 13 gegen den Anschlag 14 gedrückt wird.The device described works as follows: The contact bodies 1 and 2 are initially at a distance from one another. By the action of the electromagnetic device or the like, the main carrier 6 is pivoted about the axis 7 until the movable contact body 2 touches the fixed contact body, as shown in FIG. The contact body 2 rests against the stop 16 , while the auxiliary carrier 4 is pressed against the stop 14 by a spring 13.

Bei weiterer Schwenkung des Hauptträgers 6 um die Achse 7 wälzt sich der bewegliche Kontaktkörper 2 durch seine Schwenkbewegung um die Achse 3 auf dem festen Kontaktkörper 1 ab, so daß der Hauptkontakt 11 des beweglichen Kontaktkörpers 2 den Hauptkontakt 9 des festen Kontaktkörpers 1 berührt (Fig. 3). Die aus hitzebeständigem Metall bestehenden Abreißkontakte 8 und 10 sind so angeordnet, daß sie zu Beginn der Wälzbewegung, in dem Augenblick, wo der bewegliche Kontaktkörper 2 den festen Kontaktkörper 1 berührt (Fig. 2), Kontakt geben und daß in der Endstellung nach Fig. 3 die Berührung nur noch unmittelbar auf dem Kupfer stattfindet.With further pivoting of the main carrier 6 about the axis 7 , the movable contact body 2 rolls through its pivoting movement about the axis 3 on the fixed contact body 1 , so that the main contact 11 of the movable contact body 2 touches the main contact 9 of the fixed contact body 1 (Fig. 3). The breakaway contacts 8 and 10 made of heat-resistant metal are arranged in such a way that they make contact at the beginning of the rolling movement, at the moment when the movable contact body 2 touches the fixed contact body 1 (FIG. 2), and that in the end position according to FIG. 3 the contact only takes place directly on the copper.

In der Endstellung nach Fig. 3 erzeugt die Feder 15 den für die Anlage des beweglichen Kontaktkörpers 2 auf dem festen Kontaktkörper 1 erforderlichen Druck, sie gewährleistet jedoch nur die gegenseitige Lage dieser beiden Kontaktkörper, ohne den für einen guten Stroniübergang über die Hauptkontakte 9 und 11 erforderlichen Druck zu erzeugen.In the end position according to Fig. 3 , the spring 15 generates the pressure required for the contact of the movable contact body 2 on the fixed contact body 1 , but it only ensures the mutual position of these two contact bodies, without that for a good Stroni transition via the main contacts 9 and 11 to generate the required pressure.

Gemäß der Erfindung besteht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der bewegliche Träger aus zwei Teilen, nämlich dem Hauptträger 6 und dem mit diesem bei 5 gelenkig verbundenen Hilfsträger 4. Der Schwenkpunkt 5 ist so angeordnet, daß durch die relative Bewegung der Träger 6 und 4 die Achse 3 in einer Richtung bewegt wird, welche etwa das durch den beweglichen Kontakt gebildete V im Winkel halbiert. Die Feder 13 sucht den Träger 4 gegen einen Anschlag 14 anzudrücken, welcher mit dem Teil 6 fest verbunden ist, so daß sich ihr Druck in einer Richtung auswirkt, die der Annäherung der Kontakte entspricht.According to the invention, in the described embodiment, the movable support of two parts, namely the main beam 6 and the hingedly connected thereto at 5 submount 4. The pivot point 5 is arranged so that, by relative movement of the carrier 6 and 4, the axis 3 is moved in a direction which roughly halves the V formed by the movable contact at an angle. The spring 13 seeks to press the carrier 4 against a stop 14 which is firmly connected to the part 6 , so that its pressure acts in a direction which corresponds to the approach of the contacts.

Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist in Fig. 4 veranschaulicht, welche den vollständig geschlossenen Schalter darstellt. Der bewegliche Hauptträger 6 hat seine Schwenkbewegung um Achse 7 vollendet. Die Lage des beweglichen Kontaktkörpers 2 auf dem festen Kontaktkörper 1 hat sich nur durch eine geringe Gleitbewegung verschoben, durch welche die Hauptkontakte 9 und 11 gereinigt werden. Durch die um die Achse 3 erfolgende Schwenkung des HiNsträgers 4, welche z. B. durch die von der elektromagnetischen Einrichtung erzeugte, durch den Hauptträger 6 und die Achse 5 übertragene Kraft bewirkt wird, wird die Feder 13 zusammengedrückt und der bewegliche Kontaktkörper 2 auf den festen Kontaktkörper 1, insbesondere die beiden Hauptkontakte 9 und 11, kräftig aneinandergedrückt.The operation of this device is illustrated in Figure 4 which shows the switch fully closed. The movable main carrier 6 has completed its pivoting movement about axis 7 . The position of the movable contact body 2 on the fixed contact body 1 has only shifted due to a slight sliding movement by which the main contacts 9 and 11 are cleaned. Due to the pivoting of the rear carrier 4 which takes place about the axis 3, which z. B. is caused by the force generated by the electromagnetic device, transmitted through the main carrier 6 and the axis 5 , the spring 13 is compressed and the movable contact body 2 on the fixed contact body 1, in particular the two main contacts 9 and 11, are pressed together forcefully.

Der Kontaktdruck wird also hauptsächlich durch die Feder 13 gewährleistet, die erst am Ende der Bewegung wirksam wird.The contact pressure is thus mainly ensured by the spring 13 , which only becomes effective at the end of the movement.

Beim öffnen des Schalters arbeitet die Einrichtung in umgekehrtem Sinne. Dabei trennen sich die Hauptkontakte 9 und 11, bevor der Kontakt zwischen den Abreißkontakten 8 und 10 unterbrochen wird, so daß zwischen den Hauptkontakten 9 und 11 kein Lichtbogen und keine durch den Stromübergang verursachte Abnutzung auftreten kann.When the switch is opened, the device works in the opposite direction. The main contacts 9 and 11 separate before the contact between the tear-off contacts 8 and 10 is interrupted, so that no arcing and no wear caused by the current transfer can occur between the main contacts 9 and 11.

Nach Fig. 2 stellen die aus hitzebeständigem Metall bestehenden Abreißkontakte in dem Zeitpunkt, wo die Kontaktkörper 1 und 2 sich trennen, die Kontaktverbindung her. Der Lichtbogen zündet daher zwischen diesen Abreißkontakten 8 und 10, welche dem Angriff des Lichtbogens ohne nennenswerte Beschädigung standhalten.According to FIG. 2, the tear-off contacts made of heat-resistant metal establish the contact connection at the point in time when the contact bodies 1 and 2 separate. The arc therefore ignites between these tear-off contacts 8 and 10, which withstand the attack of the arc without significant damage.

Durch dynaniische Prüfung der bewegten Teile kann der Druck der Feder 15 und die Masse des beweglichen Kontaktkörpers 2 so eingestellt werden, daß die Prellungen in dem Zeitpunkt, wo sich die beiden Kontaktkörper (Fig. 2) berühren, soweit wie möglich gedämpft werden.By dynamic testing of the moving parts, the pressure of the spring 15 and the mass of the movable contact body 2 can be adjusted so that the bruises are dampened as far as possible at the point in time when the two contact bodies (FIG. 2) touch.

Ein Prellen, welches im allgemeinen in dem Zeitpunkt auftritt, wo die elektromagnetische Einrichtung ihre Endstellung erreicht oder die bewegten Teile plötzlich festgehalten werden, kann bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung nicht auftreten, weil dieses Prellen den beweglichen Kontaktkörper um die Achse 3 zu schwenken sucht und diese Schwenkbewegung den Kontaktdruck zwischen den Hauptkontakten 9, 11 bzw. zwischen den Abreißkontakten 8, 10 verstärkt.Bouncing, which generally occurs at the point in time when the electromagnetic device reaches its end position or the moving parts are suddenly held, cannot occur in the device designed according to the invention, because this bouncing tries to pivot the movable contact body about the axis 3 and this pivoting movement increases the contact pressure between the main contacts 9, 11 and between the tear-off contacts 8, 10 .

Claims

1. An electrical switch with a fixed and a movable contact body, which have contact surfaces that can be rolled over one another and separate tear-off and main contacts, the movable contact body being pivotably articulated on a carrier and a spring being arranged between the movable contact body and the carrier, characterized that the carrier consists of a main carrier (6) and an auxiliary carrier (4) which is pivotably mounted on this about an axis (5) and on which the movable contact body (2) is pivotably mounted about an axis (3) , a spring ( 13) is provided between the main carrier (6) and the auxiliary carrier (4) and a further spring (15) is provided between the auxiliary carrier and the movable contact body.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the pivoting of the auxiliary carrier (4) relative to the main carrier (6) under the action of the spring (13) by a stop (14) is limited in one direction in such a way that the The spring only becomes effective when the main carrier (6) continues its pivoting movement after the main contacts (9, 11) have made contact. 3. Electrical switch according to claims 1 and 2, characterized in that the fixed and the movable contact body are formed approximately in the form of an open V so that they fit into one another, the pivot axis (3) of the movable contact body (2) at his Carrier (4) is arranged near the tip of this V, so that the contact bodies lock together and any force which tries to rotate the movable contact body about its pivot axis increases the contact pressure on one leg or the other of the V. 4. Electrical switch according to claims 1 to 3, characterized in that the initial contact area in which the fixed and the movable contact body come into contact (tear-off contacts 8, 10), made of a conductive, heat-resistant material, in particular a heat-resistant metal, such as z. B. tungsten, or is coated with such a substance. 5. Electrical switch according to claims 1 to 4, characterized in that the operational contact area (main contacts 9, 11) made of a very conductive material, for. B. silver, or is coated with such a substance. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 296 920, 214 993, 888 879, 413 012.