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Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung für ein Installationsschaltgerät mit einer festen Kontakteinrichtung und einer beweglichen Kontakteinrichtung mit einem beweglichen Kontaktstück, die auf die feste Kontakteinrichtung zum Zwecke des Schaltens zubewegbar und von ihr fortbewegbar ist.
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Ein solches Installationsschaltgerät ist insbesondere ein elektrischer Lasttrennschalter für Niederspannung, mit einer Kontaktstelle, die ein an einem Festkontaktträger ausgebildetes festes Kontaktstück und ein an einem schwenkbaren Kontakthebel ausgebildetes bewegliches Kontaktstück umfasst, mit Anschlussklemmen, von denen eine erste mit dem beweglichen und eine zweite mit dem feststehenden Kontaktstück verbunden ist, wobei an dem Festkontaktträger ein den Strom von dem festen Kontaktstück zu der zweiten Anschlussklemme führendes Leiterstück befestigt ist. Das feststehende und das bewegliche Kontaktstück werden üblicherweise zum Schließen der Kontaktstelle aufgrund der wirksamen Kraft einer Kontaktdruckfeder unter Aufbringen der für eine sichere und niederohmige elektrische Kontaktierung erforderlichen Kontaktandruckkraft aneinander gedrückt.
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Ein Lasttrennschalter hat die Funktion, spannungsführende Teilen galvanisch zu Trennen. Ein solcher Lasttrennschalter ist in der
DE 20 2011 109 576 U gezeigt. Ein Lasttrennschalter wie der in der
DE 20 2011 109 576 U gezeigte dient zum Trennen eines Stromkreises unter normalen Lastbedingungen. Er hat keine der Sicherheitsabschaltung im Kurzschluss- bzw. Überlastfall dienenden Baugruppen oder Elemente. Insbesondere hat er keinen magnetischen Kurzschlussauslöser und keinen thermischen Überstromauslöser. Auch eine Lichtbogenlöscheinrichtung zum aktiven Löschen eines bei der Kontaktöffnung möglicherweise entstehenden Lichtbogens findet sich in einem solchen Lasttrennschalter nicht. Wenn anstatt des Nennstromes, für den der Lasttrennschalter ausgelegt ist, kurzzeitig ein stark erhöhter Kurzschlussstrom oder über einen längeren Zeitraum ein leicht erhöhter Überlaststrom durch den Lasttrennschalter fließt, erfolgt somit keine Auslösung und damit keine Stromunterbrechung. Der erhöhte Stromfluss, Kurzschluss oder Überstrom, belastet die Kontaktstelle so lange, bis der Kurzschluss- bzw. Überlaststrom von einem dem Lasttrennschalter vor- oder nachgelagerten Sicherungsorgan abgeschaltet wurde. In dieser Zeit bis zum Abschalten des Kurzschluss- oder Überstroms kommt es zu einer gegenüber dem Nennbetrieb erhöhten Wärmeentwicklung an der Kontaktstelle und den inneren Leiterstücken des Strompfades durch den Lasttrennschalter. Das birgt die Gefahr einer Überhitzung der Kontaktstelle in sich. Dabei könnte es zu einem Verschweißen der Kontakte kommen, was verbunden ist mit erhöhtem Abbrand der Kontaktstücke und der Gefahr der Verschmutzung der Kontaktstücke.
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Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen Lasttrennschalter so zu verbessern, dass die schädlichen Auswirkungen eines Kurzschluss- oder Überstroms verhindert werden, und der insbesondere im Hinblick auf die Kontaktverschmutzung zuverlässiger funktioniert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lasttrennschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß also ist in der beweglichen Kontakteinrichtung ein Federelement vorhanden ist, um eine relative Bewegung des beweglichen Kontaktstücks zu der festen Kontakteinrichtung federnd zu gestalten, wobei das Federelement eine Blattfeder ist.
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Das erfindungsgemäß vorhandene Federelement bewirkt beim Einschalten, wenn sich die Kontaktstücke annähern und gegeneinander gedrückt werden, eine Relativbewegung zwischen dem festen und dem beweglichen Kontaktstück. Dadurch reiben beide Kontaktstücke kurzzeitig aneinander, wodurch gegebenfalls anhaftende Verschmutzungen weggerieben werden, bevor die beiden Kontaktstücke sich zum Schließen der Kontaktstelle berühren und durch die Kraft der Kontaktdruckfeder aneinander gedrückt werden. Auch wird bewirkt, dass beim Kontaktieren zeitlich aufeinanderfolgend unterschiedliche Zonen des festen und des beweglichen Kontaktstücks miteinander in Berührung kommen. Es ergibt sich während des Vorganges des Kontaktschließens gewissermaßen ein Kontaktwechsel. Das reduziert einen beim Kontaktschließen möglicherweise bereits entstehenden Abbrand an den Kontaktstücken.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die feste Kontakteinrichtung ein an einem Festkontaktträger ausgebildetes festes Kontaktstück, und die bewegliche Kontakteinrichtung umfasst einen an einem schwenkbaren Kontakthebel schwenkbar ausgebildeten Kontaktträger mit dem daran angebrachten beweglichen Kontaktstück, und die Blattfeder ist zwischen dem Kontakthebel und dem Kontaktträger angeordnet, um mit ihrer rückstellenden Federkraft den Kontaktträger von dem Kontakthebel weg schwenkend zu beaufschlagen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Blattfeder in dem Kontakthebel integriert. Das ist eine besonders montagefreundliche Ausführungsform. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Blattfeder einstückig an dem Kontakthebel angeformt. Das kann beispielsweise so realisiert sein, dass der Kontakthebel mit der integrierten Blattfeder als ein Stanzbiegeteil hergestellt sind.
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Ein elektrischer Lasttrennschalter für Niederspannung hat erfindungsgemäß eine Schaltvorrichtung wie oben beschrieben, und zusätzlich Anschlussklemmen, von denen eine erste mit dem beweglichen und eine zweite mit dem feststehenden Kontaktstück verbunden ist, wobei an dem Festkontaktträger ein den Strom von dem festen Kontaktstück zu der zweiten Anschlussklemme führendes Leiterstück befestigt ist. Das Leiterstück ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ein flexibles Leiterstück.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat der Festkontaktträger einen ersten, plattenförmigen Abschnitt und einen daran ausgebildeten zweiten, bogenförmigen Abschnitt, wobei sich das feste Kontaktstück an dem ersten, plattenförmigen Abschnitt befindet und wobei sich der Befestigungspunkt des Leiterstücks mit dem Festkontaktträger an dem zweiten, bogenförmigen Abschnitt befindet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der Befestigungspunkt des Leiterstücks an dem Festkontaktträger in Stromlaufrichtung gesehen unterhalb des festen Kontaktstücks. Dadurch wird vermieden, dass eine Stromschleife in U-Form entstehen kann oder ein Bereich von zwei parallelen, gegengleich von Strom durchflossenen Leiterstücken. Zwei parallele, gegengleich von Strom durchflossene Leiterstücke würden elektrodynamische Kräfte, die zu einem Abheben des beweglichen von dem festen Kontaktstück führen könnten, verstärken. Das ist durch die erfindungsgemäße Stromführung vermieden, elektrodynamische Kräfte, die zu einem Abheben des beweglichen von dem festen Kontaktstück führen könnten, werden hier gesenkt.
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Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur deutlich und besser verständlich. Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Es zeigt
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1 schematisch und exemplarisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lasttrennschalters, bei geöffneter Kontaktstelle,
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1a als vergrößert dargestellten Ausschnitt die Schaltvorrichtung in der Ausführungsform nach 1,
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2 schematisch und exemplarisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lasttrennschalters, bei geschlossener Kontaktstelle
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Die Hauptaufgabe eines Lasttrennschalters ist es, dass der Lasttrennschalter Strom führen kann, ohne dabei unzulässig warm zu werden. Sein Innenwiderstand und somit die in ihm erzeugte Verlustleistung ist bei Nennstrombelastung gering zu halten, um nicht eine thermische Überlastung herbei zu führen. Das Ein – und Ausschalten einen Lasttrennschalter muss auch unter Strombelastung funktionieren. Dabei kommt es beim Schalten unter Last zur Lichtbogenbildung an der Kontaktstelle als den Stromfluss unterbrechendes Organ. Hierdurch werden Abnutzungen durch Abbrand am Kontaktapparat begünstigt, die im schlimmsten Fall auch durch die entstehenden hohen Temperaturen zum Verschweißen des Kontaktapparat führen können. Weiterhin muss eine Lastrennschalter auch Überströme (Kurschlussströme) tragen können, er benötigt eine ausreichend hohe Kurzschlussfestigkeit. Hierbei kann es je nach Konstruktion zum Abheben des Kontaktes, verursacht durch das elektromagnetische Feld, kommen.
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Diese Nachteile, die ein Lasttrennschalter gemäß dem Stand der Technik aufweisen kann, werden bei einem Lasttrennschalter gemäß der vorliegenden Erfindung, wie er in der 1 schematisch und exemplarisch dargestellt ist, vermieden.
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In 1 ist schematisch und exemplarisch ein elektrischer Lasttrennschalter 1 für Niederspannung im Querschnitt dargestellt, bei geöffneter Kontaktstelle. 2 zeigt schematisch und exemplarisch den elektrischen Lasttrennschalter 1 für Niederspannung im Querschnitt, bei geschlossener Kontaktstelle.
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Dieser hat ein Gehäuse 2 aus Isolierstoff, beispielsweise Kunststoff. Zwischen einer ersten Anschlussklemme 3 und einer zweiten Anschlussklemme 4 verläuft durch den Lasttrennschalter ein Strompfad. Der Strompfad umfasst eine Kontaktstelle 5. Die Kontaktstelle 5 umfasst ein an einem Festkontaktträger 6 ausgebildetes festes Kontaktstück 7. Die Kontaktstelle umfasst weiter eine bewegliche Kontakteinrichtung mit einem an einem schwenkbaren Kontakthebel 21 schwenkbar ausgebildeten Kontaktträger 8 mit dem daran angebrachten beweglichen Kontaktstück 9. Der Kontaktträger 8 ist an einer Schwenkachse 23 an dem Kontakthebel 21 schwenkbar gelagert. Der Kontaktträger 8 hat einen ersten, in etwa plattenförmig ausgebildeten Teil 24 mit einem daran befestigten zweiten, bogenförmig ausgebildeten Teil 25. Das bewegliche Kontaktstück 9 befindet sich am unteren Ende des bogenförmigen, zweiten Teils 25, an der nach außen, dem feststehenden Kontaktstück 7 zugewandten Seite.
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Zwischen dem Kontakthebel 21 und dem Kontaktträger 8 ist eine Blattfeder 22 angeordnet, hier lediglich beispielhaft in Gestalt eines Bogens aus Federmaterial dargestellt. Andere Ausgestaltungen einer Blattfeder sind selbstverständlich möglich und von der Erfindung mit umfasst. Die Blattfeder ist ausgebildet, um mit ihrer rückstellenden Federkraft den Kontaktträger 8 von dem Kontakthebel 21 weg schwenkend zu beaufschlagen. An dem schwenkbaren Kontakthebel 8 ist das bewegliche Kontaktstück 9 ausgebildet.
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Die Blattfeder 22 bewirkt beim Einschalten, wenn sich die Kontaktstücke 9, 7 annähern und gegeneinander gedrückt werden, eine Relativbewegung zwischen dem festen und dem beweglichen Kontaktstück 7, 9. Dadurch reiben beide Kontaktstücke 7, 9 kurzzeitig aneinander, wodurch gegebenfalls anhaftende Verschmutzungen weggerieben werden, bevor die beiden Kontaktstücke 7, 9 sich zum Schließen der Kontaktstelle berühren und durch die Kraft der Kontaktdruckfeder (hier nicht dargestellt) aneinander gedrückt werden. Auch wird bewirkt, dass beim Kontaktieren zeitlich aufeinanderfolgend unterschiedliche Zonen des festen und des beweglichen Kontaktstücks 7, 9 miteinander in Berührung kommen. Es ergibt sich während des Vorganges des Kontaktschließens gewissermaßen ein Kontaktwechsel. Das reduziert einen beim Kontaktschließen möglicherweise bereits entstehenden Abbrand an den Kontaktstücken 7, 9.
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Die erste Anschlussklemme 3 ist über ein bewegliches Leiterstück 10 mit dem beweglichen Kontaktstück 9 verbunden. Das solcherart den Strom der Kontaktstelle 5 zuführende bewegliche Leiterstück 10 ist an dem Kontakthebel 21 befestigt, beispielsweise angeschweißt, und zwar nahe dem beweglichen Kontaktstück 9. Der schwenkbare Kontakthebel 8 steht in Wirkverbindung mit einem Schaltwerk 11. Das Schaltwerk 11 lässt sich mittels eines Schalthebels 12 von außen betätigen. Durch Betätigen des Schaltwerks 11 wird der schwenkbare Kontakthebel 8 zwischen seiner Einschaltposition, in der das feste und das bewegliche Kontaktstück 7, 9, elektrisch verbunden sind, siehe 2, und unter der Einwirkung einer Kontaktdruckfeder, hier nicht dargestellt, mit dem erforderlichen Kontaktdruck aneinander gedrückt werden, und seiner Ausschaltposition, in der das feststehende und das bewegliche Kontaktstück 7, 9, voneinander entfernt sind, siehe 1, verschwenkt.
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Der Festkontaktträger 6 hat einen ersten, plattenförmigen Abschnitt 15 und einen daran ausgebildeten zweiten, bogenförmigen Abschnitt 16. Das feste Kontaktstück 7 befindet sich an dem ersten, plattenförmigen Abschnitt 15.
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An dem Festkontaktträger 6 ist ein den Strom von dem festen Kontaktstück 7 zu der zweiten Anschlussklemme 4 führendes Leiterstück 14 befestigt. Das Leiterstück 14 ist ein flexibles Leiterstück. Der Befestigungspunkt 18 des Leiterstücks 14 mit dem Festkontaktträger 6 befindet sich an dem zweiten, bogenförmigen Abschnitt 16.
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Der Befestigungspunkt 18 des Leiterstücks 14 liegt an dem Festkontaktträger 6 in Stromlaufrichtung gesehen unterhalb des festen Kontaktstücks 7. Dadurch wird vermieden, dass eine Stromschleife in U-Form entstehen kann oder ein Bereich von zwei parallelen, gegengleich von Strom durchflossenen Leiterstücken. Zwei parallele, gegengleich von Strom durchflossene Leiterstücke würden elektrodynamische Kräfte, die zu einem Abheben des beweglichen von dem festen Kontaktstück 7, 9 führen könnten, verstärken. Das ist durch die erfindungsgemäße Stromführung vermieden, elektrodynamische Kräfte, die zu einem Abheben des beweglichen von dem festen Kontaktstück 7, 9 führen könnten, werden hier gesenkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Lasttrennschalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- erste Anschlussklemme
- 4
- zweite Anschlussklemme
- 5
- Kontaktstelle
- 6
- Festkontaktträger
- 7
- festes Kontaktstück
- 8
- Kontaktträger
- 9
- bewegliches Kontaktstück
- 10
- bewegliches Leiterstück
- 11
- Schaltwerk
- 12
- Schalthebel
- 14
- Leiterstück
- 15
- erster, plattenförmiger Abschnitt
- 16
- zweiter, bogenförmiger Abschnitt
- 18
- Befestigungspunkt des zweiten Leiterstücks mit dem Festkontaktträger
- 20
- Strompfad
- 21
- schwenkbarer Kontakthebel
- 22
- Blattfeder
- 23
- Schwenkachse
- 24
- erster Teil
- 25
- zweiter Teil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011109576 U [0003, 0003]
