DE19712958C1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einer Kontaktanordnung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 37 25 860 A1 ist ein Leistungsschalter mit einer Kontaktanordnung bekannt, die ein bewegliches an einem dreh­ baren Kontaktarm angeordnetes Schaltstück und ein feststehen­ des Schaltstück umfaßt, wobei ein Anschlag vorgesehen ist, der die Bewegung des Kontaktarmes beim Öffnen des beweglichen Schaltstückes begrenzt. Hat der Kontaktarm seine Endstellung erreicht, wird ein Zurückfallen des Armes in die Schließstel­ lung der Kontaktanordnung durch eine entsprechende mechani­ sche Fangvorrichtung verhindert.

Nachteilig ist bei einer derartigen Schaltvorrichtung unter anderem, daß beim Öffnen der Kontaktanordnung - insbesondere bei hohen Schaltleistungen - die Gefahr besteht, daß der Kon­ taktarm von dem Anschlag zurückgeworfen wird, bevor die me­ chanische Fangvorrichtung wirkt, so daß die Kontaktanordnung unbeabsichtigt wieder geschlossen wird.

Zwar sind bereits Schaltvorrichtungen bekannt, bei denen der Anschlag mit einer Dämpfungsschicht versehen ist, so daß ein Teil der Aufprallenergie absorbiert wird. Doch ist es bisher mit vertretbarem Aufwand nicht gelungen, ein Zurückprellen des Schaltstückes zu verhindern. Vielmehr wird durch die Dämpfungsschicht die Rückprallgeschwindigkeit des Kontakt­ armes lediglich reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrich­ tung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei welcher der Kontaktarm auch im Falle hoher Schaltleistungen beim Errei­ chen seiner vorgegebenen Endstellung abgebremst wird, ohne daß er anschließend von dem Anschlag zurückgeworfen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, beson­ ders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, als Anschlag einen beweglichen Bremskörper zu verwenden, dessen Material und Trägheit (d. h. träge Masse bzw. Trägheitsmoment) derart auf den Kontaktarm abgestimmt ist, daß beim Auftreffen des Kontaktarmes auf den Bremskörper ein Stoß ausgeführt wird, derart, daß der Kontaktarm stark abgebremst und der Bremskörper mit entsprechender Geschwindigkeit in eine vor­ gegebene Richtung verschoben wird. Der Bremskörper kann gege­ benenfalls anschließend nach Erreichen einer vorgegebenen Wegstrecke durch entsprechende zusätzliche Mittel (z. B. einem zweiten Anschlag oder einer Feder etc.) abgebremst werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Bremskörper durch einen zweiten Anschlag abgebremst wird, ist zwischen dem Bremskörper und dem zweiten Anschlag ein Dämpfungskörper vorgesehen, der nach dem Stoß des Schaltarmes gegen den Bremskörper dessen Bewegung abbremst, sofern der Bremskörper seinerseits in eine Ausgangslage zurückbewegt wird. Dieser Dämpfungskörper kann vorzugsweise gleichzeitig als Halteelement für den Bremskörper dienen.

Damit der Kontaktarm durch den sich zurückbewegenden Brems­ körper nicht wieder angestoßen und zurückgeschwenkt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für den Bremskörper einen Rückanschlag vorzusehen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, für den Bremskörper ein plastisch ver­ formbares Material zu verwenden. Dadurch kann bereits beim Anschlagen des Schaltstückes an den Bremskörper ein großer Teil der Bewegungsenergie des Kontaktarmes bleibend absor­ biert werden. Bei einer derartigen Ausführungsform kann überdies die bleibende Verformung des Bremskörpers auf ein­ fache Weise (etwa durch Verwendung eines Sichtfensters oder durch Benutzung eines Drucksensors etc.) zur Lebensdauer­ anzeige der Schaltvorrichtung genutzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs­ beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht der Kontaktanordnung einer erfin­ dungsgemäßen Schaltvorrichtung mit zwei an einem Kontaktarm angeordneten drehbaren Schaltstücken und zwei den Enden des Kontaktarmes gegenüberliegenden Bremskörpern, wobei sich die Kontaktanordnung in ihrer geschlossenen Stellung befindet;

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt, wobei der Bremskörper in einem Dämpfungskörper gelagert ist;

Fig. 3 eine erfindungsgemaße Schaltvorrichtung mit einem Rück­ anschlag zur Begrenzung der Prellbewegung des Bremskör­ pers;

Fig. 4 die Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung, bei dem der Bremskörper unter einem Win­ kel von etwa 45° zur Bewegung des Kontaktarmes ver­ schiebbar angeordnet ist und

Fig. 5 den Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, bei dem der Bremskörper aus einem plastisch ver­ formbaren Werkstoff besteht.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Leistungsschalter bezeichnet, der ein Schaltkammergehäuse mit einer nur schematisch angedeuteten Gehäusewand 2 und eine in dem Gehäuse angeordneten Kontakt­ anordnung 3 umfaßt. Zum Anschluß des Leistungsschalters 1 an einen entsprechenden Stromkreis sind zwei Anschlußklemmen 4, 5 vorgesehen, die über schleifenförmig ausgebildete schienen­ förmige Leiter 6, 7 mit zwei festen Schaltstücken 8, 9 ver­ bunden sind. Die festen Schaltstücke 8, 9 werden mittels eines um eine Achse 10 drehbaren Kontaktarmes 11 überbrückt. Dabei drücken die beiden Armhälften 12, 13 des drehbaren Kontaktarmes 11 über bewegliche Schaltstücke 14, 15 gegen die festen Schaltstücke 8, 9.

Zwischen der Gehäusewand 2 und den beiden Seiten des Kontakt­ armes 11, die den beweglichen Schaltstücken 14, 15 gegenüber­ liegen, sind jeweils ein Bremskörper (erster Anschlag) 16, 17 angeordnet. Die Bremskörper bestehen beispielsweise aus dem gleichen Material wie der Kontaktarm (z. B. aus Kupfer). Die Massen der beiden Bremskörper 16, 17 sind derart auf die Mas­ se des Kontaktarmes 11 einschließlich der beweglichen Schalt­ stücke 14, 15 abgestimmt, daß bei einer Öffnungsbewegung in der durch die Pfeile 100 angedeuteten Richtung beim Auftref­ fen des Kontaktarmes 11 auf den jeweiligen Bremskörper 16, 17 ein elastischer Stoß ausgeführt wird, derart, daß der Kon­ taktarm 11 stark abgebremst (idealerweise völlig abgebremst) und der jeweilige Bremskörper 16, 17 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit auf die Gehäusewand 2 zu verschoben wird. Die Gehäusewand 2 ist in dem Aufprallbereich des jeweiligen Bremskörpers 16, 17 als zweiter Anschlag 18, 19 zum Abbremsen des Bremskörpers ausgebildet.

Wie aus Fig. 2 entnehmbar, ist der jeweilige Bremskörper 16, 17 vorzugsweise in einem Dämpfungskörper 20 aus einem nach­ giebigen Werkstoff (vorzugsweise Gummi) gelagert, der nach dem Stoß des Kontaktarmes 11 gegen den Bremskörper 16, 17 dessen Bewegung teilweise abbremst.

Um zu vermeiden, daß der Kontaktarm 11 durch die sich zurück­ bewegenden Bremskörper 16, 17 wieder zurückgeschwenkt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für den jeweiligen Bremskörper 16, 17 einen Rückanschlag vorzusehen.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel eines mit 21 bezeich­ neten Rückanschlages zeigt die Fig. 3. Dabei wird der Rückan­ schlag durch die innere Stufe einer Stufenausnehmung eines entsprechenden Trägerteiles 22 gebildet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschrie­ benen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann das Abbremsen des Kontaktarmes mittels eines beweglichen Bremskörpers nicht nur bei Verwendung von drehbaren, sondern auch bei Verwendung von verschiebbaren Kontaktarmen erfolgen. Ferner kann als Dämpfungskörper auch eine Feder mit entsprechender Charakte­ ristik verwendet werden.

Außerdem muß der jeweilige Bremskörper nicht wie in den Figuren dargestellt im Bereich der Kontaktarm-Enden angeord­ net sein, sondern kann insbesondere im Hinblick auf die Rea­ lisierung eines geraden zentralen Stoßes des stoßenden und des gestoßenen Körpers derart angeordnet sein, daß die Stoß­ richtung mit der Verbindungslinie der Mittelpunkte von Kon­ taktarm (bzw. Kontaktarmhälfte) und Bremskörper zusammen­ fällt.

Der Bremskörper muß sich auch nicht zwingend in Richtung der Öffnungsbewegung des Kontaktarmes verschieben, sondern kann sich - wenn dieses z. B. aus Platzgründen erforderlich sein sollte - auch in eine andere Richtung bewegen. Ein entspre­ chendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt.

Dabei ist mit 11' ein um eine Achse 10' schwenkbarer Kontakt­ arm bezeichnet, welcher bei seiner Öffnungsbewegung derart gegen einen durch eine Führung 23 abgestützten Bremskörper 16' schlägt, daß dieser schräg nach außen entlang der Führung 23 verschoben wird.

Ferner muß es sich bei dem Material des Bremskörpers auch nicht zwingend um lediglich elastisch verformbares Material handeln. Vielmehr kann der Bremskörper mindestens teilweise auch plastisch verformbar sein. Als Material kann in diesem Fall beispielsweise Blei verwendet werden. Dadurch wird be­ reits beim Anschlagen des Schaltstückes an den Bremskörper ein großer Teil der Bewegungsenergie des Kontaktarmes blei­ bend absorbiert. Bei einer derartigen Ausführungsform kann überdies die bleibende Verformung des Bremskörpers auf einfache Weise zur Lebensdaueranzeige der Schaltvorrichtung genutzt werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit einem Bremskörper aus plastisch verformbaren Material gibt die Fig. 5 wieder.

Dabei sind der nur schematisch angedeutete Kontaktarm mit 24 und der plastisch verformbare Bremskörper mit 25 bezeichnet. Auf der dem Kontaktarm 24 abgewandten Seite ist ein Verfor­ mungsraum 26 vorgesehen, in den der Bremskörper bei einem Auftreffen des Kontaktarmes ausweichen kann (gestrichelte Linie).

Bezugszeichenliste

1

Leistungsschalter, Schaltvorrichtung

2

Gehäusewand

3

Kontaktanordnung

4

,

5

Anschlußklemmen

6

,

7

Leiter

8

,

9

feste Schaltstücke

10

,

10

' Achse

11

,

11

' Kontaktarm

12

,

13

Armhälfte

14

,

15

bewegliche Schaltstücke

16

,

16

',

17

Bremskörper, erster Anschlag

18

,

19

zweiter Anschlag, Mittel

20

Dämpfungskörper, Mittel

21

Rückanschlag

22

Trägerteil

23

Führung

24

Kontaktarm

25

Bremskörper, erster Anschlag

26

Verformungsraum

100

Pfeil

Claims (12)

1. Schaltvorrichtung mit einer Kontaktanordnung (3), mit mindestens einem beweglichen an einem dreh- oder ver­ schiebbaren Kontaktarm (11; 11'; 24) angeordneten Schalt­ stück (14, 15) und mindestens einem feststehenden Schalt­ stück (8, 9), wobei die Schaltvorrichtung (1) mindestens einen ersten Anschlag (16, 17; 16'; 25) umfaßt, der die Bewegung des Kontaktarmes (11; 11'; 24) beim Öffnen der Kontaktanordnung (3) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Anschlag (16, 17; 16'; 25) um einen als ganzes beweglich angeordneten Bremskörper handelt und daß das Material und die Trägheit des Kon­ taktarmes (11; 11'; 24) einschließlich des beweglichen Schaltstückes (14, 15) einerseits und des Bremskörpers (16, 17; 16'; 25) andererseits derart gewählt sind, daß beim Auftreffen des Kontaktarmes (11) auf den Bremskör­ per (16, 17; 16'; 25) ein Stoß ausgeführt wird, derart, daß der Kontaktarm (11; 11'; 24) abgebremst und der Bremskör­ per (16, 17; 16'; 25) bewegt wird.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel (18, 19; 20) vorgesehen sind, die die durch den Stoß mit dem Kontaktarm (11, 11') verursachte Bewegung des Bremskörpers (16, 17; 16') abbremsen und anschließend eine Bewegung des Bremskörpers (16, 17; 16') in seine Ausgangslange bewirken.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei den Mitteln (18, 19; 20) zum Abbrem­ sen des sich bewegenden Kontaktarmes (11; 11') um einen zweiten Anschlag (18, 19), eine Feder oder einen ortsfest angeordneten Dämpfungskörper (20) handelt.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (1) einen Rück­ anschlag (21) umfaßt, der die Bewegung des Bremskörpers (16, 17; 16') in Richtung auf den Kontaktarm (11) be­ grenzt.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (16, 17; 16') aus einem elastisch verformbaren Werkstoff besteht.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (25) aus einem plastisch verformbaren Werkstoff besteht, der bei dem Stoß mit dem Kontaktarm (24) einen Großteil der Bewe­ gungsenergie des Kontaktarmes bleibend absorbiert.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bremskörper (25) aus Blei besteht.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (16, 17; 16'; 25) durch eine Führung derart abgestützt ist, daß er nach dem Stoß mit dem Kontaktarm (11; 11'; 24) in Stoß­ richtung bewegt wird.

9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Stoß relevanten Trägheiten von Kontaktarm (11; 11'; 24) und Bremskörper (16, 17; 16'; 25) etwa gleich sind.

10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei der Schaltvorrich­ tung (1) um einen Pol eines Leistungsschalters mit zwei feststehenden Schaltstücken (8, 9) und zwei beweglichen Schaltstücken (14, 15) pro zu schaltenden Pol handelt, wobei die beweglichen Schaltstücke (14, 15) an den beiden gegenüberliegenden Enden des Kontaktarmes (11) befestigt sind und jedem Ende des Kontaktarmes (11) ein Bremskör­ per (16, 17) zugeordnet ist.

11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (11) um eine mittig gelegene Achse (10) schwenkbar ist.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm linear bewegbar ist.