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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Schaltvorrichtung zum Schalten von Hochstrom.
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Noch spezifischer, aber nicht exklusiv, bezieht sich die Erfindung auf ein Relais für Industrie- oder Schienenfahrzeuganwendungen, wobei ein hoher Gleichstrom an- und ausgeschaltet werden muss, mit hochfrequenten Schaltaktionen.
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Stand der Technik
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Wie in diesem spezifischen technischen Gebiet bekannt ist, sind Relais ferngesteuerte Schalter mit einem elektromagnetischen Aktuator.
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Allgemein wird bei einem Relais zwischen einem Steuerstromkreis, mit einer Erregerspule, und einem Laststromkreis, der mittels angelegter Spannung schaltbar ist, unterschieden.
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Sobald ein ausreichender Erregerstrom durch die Erregerspule fließt, reagiert das Relais und schaltet die Last ein, die mit dem Laststromkreis verbunden ist. Um das Relais in diesem Zustand zu halten, muss ein Haltestrom durch das Relais fließen.
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Sobald der Haltestrom ausgeschaltet wird, wird das Relais stromlos. Die in der Erregerspule gespeicherte Energie wird in einem Freilaufkreis abgebaut.
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Relais mit diesem bekannten Aufbau weisen normalerweise einen fixen und einen bewegbaren Kontakt auf.
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Beide Kontakte sind an einen Stromkreis der Stromzuführungsleitung angeschlossen, um mittels Überbrückungsverbindern oder flexiblen metallischen Verbindern wie beispielsweise einer Kupferlitze verbunden oder getrennt zu werden. Insbesondere ist der bewegbare Kontakt generell mit dem Stromzuführanschluss durch eine flexible Anschlusslitze verbunden.
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Die relativ hohen Schaltfrequenzen des Relais stellen hohe Anforderungen an die flexible Anschlusslitze, welche fehleranfällig ist, wodurch die Lebensdauer des Relais verringert wird.
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Des Weiteren ist der bewegbare Kontakt bezüglich des fixen Kontakts einer relativ großen Auslenkung ausgesetzt, um einen ausreichend wirksamen Öffnungsraum vorzusehen, wenn der fließende Strom unterbrochen werden muss, ohne einen übermäßigen elektrischen Lichtbogen auszubilden.
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Um einen effizienten Schaltbetrieb zu garantieren, ist der bewegbare Kontakt auf einem mechanischen Bewegungssystem montiert, das einen komplexen Aufbau und eine störungsanfällige Winkelbewegung, die ausreichend ist um einen vorbestimmten Abstand zwischen den Kontakten auszubilden, erfordert.
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Die bekannten Bewegungsmechanismen des bewegbaren Kontakts sind im Allgemeinen komplex, teuer und erlauben es nicht, eine kompakte Konstruktion des Relais zu realisieren.
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Das der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Problem besteht darin, eine verbesserte Schaltvorrichtung zum Schalten von Hochstrom vorzusehen, welche strukturelle und funktionale Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, die Gesamtleistung der Schaltvorrichtung zu verbessern, während ein kompakterer körperlicher Aufbau erreicht wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltvorrichtung mit einer höheren Zuverlässigkeit und einer längeren Lebensdauer anzubieten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung vorzusehen, die keine spezifischen Instandhaltungsarbeiten oder mechanische Einstellarbeiten über ihre Lebensdauer erfordert.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Entwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die grundlegende Erfindungsidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die fixen Kontakte der Schaltvorrichtung wegzulassen, während ein Paar an bewegbaren Kontakten vorgesehen wird, die bezüglich einer gemeinsamen Kontaktposition aufeinander zubewegt und voneinander wegbewegt werden können.
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Gemäß der obigen Erfindungsidee wird das technische Problem dadurch gelöst, dass eine verbesserte Schaltvorrichtung für Anwendungen zum Schalten von Hochstrom, insbesondere für Industrie- oder Schienenfahrzeuganwendungen, wobei ein hoher Gleichstrom an- und ausgeschaltet werden muss, vorgesehen wird. Die Schaltvorrichtung weist einen Basisschaltabschnitt, der elektrische Schaltmittel eines Hochspannungsabschnitts aufweist, und einen Lichtbogen-Löschabschnitt, der die Schaltmittel abdeckt, auf. Die Schaltvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Basisschaltabschnitt ein Paar an bewegbaren Kontakten, die bezüglich einer gemeinsamen Kontakt- und Anschlagsposition aufeinander zu und voneinander wegbewegbar sind, aufweist, wobei die Kontakte an den jeweiligen Kontaktenden einer Umschaltvorrichtung montiert sind, wobei die Umschaltvorrichtung durch einen Niederspannungs-Antriebsabschnitt aktivierbar ist, der in den Basisschaltabschnitt eingefügt ist und auf die Umschaltvorrichtung einwirkt.
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Die erwähnten bewegbaren Kontakte sind vorzugsweise symmetrisch und an den jeweiligen Kontaktenden eines korrespondierenden länglichen Arms der Umschaltvorrichtung angeordnet.
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Vorzugsweise weist die Umschaltvorrichtung ein Paar an Stangen auf, wobei jede Stange ein korrespondierendes Ende an einem Gleitscharnier befestigt hat, das nach oben und unten entlang eines vertikalen Schlitzes eines Rahmens in dem Basisschaltabschnitt bewegbar ist; wobei die Stangen aus einem isolierenden Material hergestellt sind und jeweils entgegengesetzte Enden aufweisen, die jeweils mit korrespondierenden Enden der Arme gegenüberliegend von den Kontakten gelenkig gekoppelt sind.
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Vorzugsweise wird jedes Ende der Arme gegenüberliegend von den Kontakten durch einen korrespondierenden länglichen Abschnitt eines Elements gehalten, das aus dem gleichen isolierenden Material hergestellt ist wie die Stangen, und verbunden ist, vorzugsweise schwenkbar verbunden ist, mit einem entsprechenden der gegenüberliegenden Enden.
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Des Weiteren ist vorzugsweise der längliche Arm drehbar in einem Rahmen des Basisschaltabschnitts gelagert, durch ein entsprechendes Drehgelenk, das an fixe Stromanschlusskontakte, die von dem Basisschaltabschnitt nach Außen vorstehen, elektrisch angeschlossen ist.
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Vorzugsweise ist jeder der Arme durch das entsprechende Drehgelenk gelagert, das sich an dem Ende eines gabelartigen Arms quer erstreckt, wobei jeder mit einem korrespondierenden der fixen Stromanschlusskontakte verbunden ist.
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Vorzugsweise wird das Gleitscharnier durch ein bewegbares Ende des Niedervolt-Antriebsabschnitts angesteuert.
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Vorzugsweise weist der Niedervolt-Antriebsabschnitt eine Spule auf, die auf einen Stößel wirkt, welcher ein freies distales Ende aufweist, das mit einem Ende eines Hebels gekoppelt ist, der drehbar montiert ist an einem Drehpunkt, der an einem internen Rahmen des Basisschaltabschnitt fixiert oder mit diesem einstückig ausgebildet ist; wobei der Hebel einen zweiten Arm mit einem freien Ende aufweist, das auf die Umschaltvorrichtung einwirkt, um das Schalten der bewegbaren Kontakte auszuführen.
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Vorzugsweise ist ein elastisches Element zwischen jedem Arm und dem entsprechenden gabelartigen Arm zwischengeschaltet, um eine mögliche Verschlechterung oder Abnutzung der Kontakte zu kompensieren.
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Des Weiteren ist vorzugsweise eine Lichtbogenleitschiene über jedem der bewegbaren Kontakte vorgesehen. Des Weiteren ist vorzugsweise jede der Lichtbogenleitschienen mit einer entsprechenden Ableitungsspule, die an der Flanke von jedem Kontaktende von jedem der Arme vorgesehen ist, elektrisch verbunden.
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Des Weiteren ist vorzugsweise ein Paar an seitlichen Metallflanken mit jedem bewegbaren Kontakt seitlich verbunden; wobei jede Metallflanke eine Platte aufweist, die zu der entsprechenden Lichtbogenleitschienen vorsteht.
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Vorzugsweise ist eine polare Metallplattenerweiterung an beiden Seiten der bewegbaren Kontakte vorgesehen.
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Letztendlich wird angemerkt, dass die Erfindung in ein Elektrizitätssystem implementiert werden kann, das wenigstens eine Schaltvorrichtung wie in der nachfolgenden Beschreibung offenbart aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei die Beschreibung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zeigt, ohne den Erfindungsgedanken auf diese Ausführungsbeispiele zu reduzieren.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht einer Schaltvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert wurde;
- 1A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht eines mehrpoligen Aufbaus mit drei Schaltvorrichtungen der vorliegenden Erfindung, wodurch eine dreipolige modulare Kombination ausgebildet wird;
- 1B zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht von einer einpoligen Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, allerdings mit einem oberen Lichtbogen-Löschabschnitt, der sich von dem aus 1 unterscheidet;
- 2 zeigt eine frontale Innenansicht eines Basisabschnitts der Schaltvorrichtung aus 1;
- 3 zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht von einem oberen Abschnitt des Basisabschnitts der Schaltvorrichtung aus 2;
- 4 zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht eines unteren Abschnitts des Basisabschnitts der Schaltvorrichtung aus 2;
- 5 und 6 zeigen schematische Ansichten von internen Kontakten, insbesondere der Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung, unter zwei verschiedenen Betriebsbedingungen;
- 7A und 7B zeigen schematische Ansichten einer speziellen Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter jeweils zwei verschiedenen Betriebsbedingungen;
- 8 zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung, eingebunden in ein komplexeres Elektrizitätssystem, beispielsweise ein Systems mit zwei Polen, einer Vorlade-Schaltvorrichtung und einem Vorlade-Widerstand.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf die Figuren wird mit Bezugszeichen 1 global und schematisch eine Schaltvorrichtung gezeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert wurde.
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Die Schaltvorrichtung 1 ist insbesondere vorgesehen für industrielle Anwendungen oder Schienenfahrzeuganwendungen, wobei ein Hochstrom mit Gleichspannung an- und ausgeschaltet werden muss, mit hochfrequenten Schaltvorgängen.
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Um einen Einblick in die Arbeitsbedingungen und den Bereich der Stromstärken zu geben, die von solchen Schaltvorrichtungen geschaltet werden, wird angemerkt, dass die Schaltvorrichtung dazu in der Lage sein muss, Ströme in einem Bereich zwischen 400 A bis 1800 A in einem Spannungsbereich von 1000 V bis 4000 V effizient zu schalten.
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Diese Betriebsbedingungen können sogar auf einen einzelnen Pol der Schaltvorrichtung einwirken. In vielen Anwendungen ist es allerdings notwendig, eine Konfiguration mit doppeltem Pol und/oder eine Konfiguration mit drei Polen vorzusehen.
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Diesbezüglich ist die Schaltvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung modular aufgebaut. Es wird eine Schaltvorrichtung 1 mit einer einpoligen Konfiguration vorgesehen, die allerdings verdoppelt oder in einer dreipoligen Konfiguration vorgesehen werden kann, aufweisend drei parallele Module gemäß der individuellen Anforderungen, beispielsweise wie in 1A gezeigt.
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Nachfolgend wird lediglich der Aufbau eines einpoligen Moduls beschrieben.
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Das Modul weist ein Gehäuse 10 auf, welches alle bewegbaren Abschnitte der Schaltvorrichtung 1 aufweist, wie nachfolgend beschrieben.
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Das Gehäuse 10 ist aus einem synthetischen Plastikmaterial hergestellt, das einen vorbestimmten Isolationskoeffizienten aufweist. Solch ein Gehäuse 10 hat eine Grundwand 13 und einen internen Rahmen 20, welcher die verschiedenen bewegbaren Komponenten der Schaltvorrichtung 1 lagert.
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Es gilt zu beachten, dass fixe Stromanschlusskontakte 11 und 12 für die Schaltvorrichtung 1 vorgesehen sind. Diese fixen Kontakte 11 und 12 stehen von entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 10 ab. Diese Stromanschlusskontakte 11 und 12 sind jeweils einem korrespondierenden internen bewegbaren Kontakt 21, 22 zugeordnet, der innerhalb der Schaltvorrichtung 1 vorgesehen ist, wie später erklärt wird.
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Die Schaltvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert, um in einer elektrischen Ausrüstung einsetzbar zu sein, die unter harten Stößen und Vibrationen einsetzbar ist, die unter dem normalen Betrieb an Bord eines Triebfahrzeugs auftreten.
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Allerdings spricht nichts dagegen, diese Art von Schaltvorrichtungen 1 in allen Anwendungsgebieten einzusetzen, in welchen ein Hochstrom mit Gleichspannung an- und ausgeschaltet werden muss, beispielsweise bei: Schaltschützen, Netzschaltern oder Spannungsumformern, Fahrmotoren, elektromagnetischen Bremsen, und Heizungs-/Klimaanlagensystemen.
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Die Schaltvorrichtung 1 weist einen Basisschaltabschnitt 2 und einen oberen Lichtbogen-Löschabschnitt 3 auf.
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Der Basisschaltabschnitt 2 ist bei jedem verschiedenen Typ der Schaltvorrichtung 1 gleich, und korrespondiert mit dem Gehäuse 10, während der obere Lichtbogen-Löschabschnitt 3 als eine obere Abdeckung des Gehäuses 10 angesehen werden kann, die eine verschiedene Größe gemäß der verschiedenen Leistungskategorien und Spannungsbereiche aufweisen kann, in welchen die Schaltvorrichtung 1 eingesetzt werden soll. Der Basisschaltabschnitt 2 weist elektrische Schaltmittel auf, und der Lichtbogen-Löschabschnitt 3 ist zum Abdecken und/oder Schützen der elektrischen Schaltmittel vorgesehen.
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Deshalb kann der obere Lichtbogen-Löschabschnitt 3 bezüglich des Aufbaus unterschiedlich sein, in Abhängigkeit von den verschiedenen Spannungsbereichen, mit denen umgegangen werden muss, und den verschiedenen Lichtbogentypen und Energiekapazitäten, die mit absoluter Sicherheit gelöscht werden müssen.
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Beispielsweise kann ein Lichtbogen-Löschabschnitt 3 für einen Spannungswert von 1000 V die in 1 gezeigte Struktur haben, während ein Lichtbogen-Löschabschnitt 3' für einen Spannungswert von 3000 V einen größeren oder dickeren Abschnitt 3' erfordern kann, der verschiedene Entlademittel oder größere polare Erweiterungen erfordert, wie beispielsweise in der Ausführungsform der Schaltvorrichtung 1' der 1B gezeigt wird.
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Der gemeinsame Basisschaltabschnitt 2 ist der Kern der Schaltvorrichtung 1 oder 1' gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die interne schematische Struktur von diesem Basisschaltabschnitt 2 mit den elektrischen Schaltmitteln der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt.
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Der Basisschaltabschnitt 2 kann aufgeteilt betrachtet werden, geteilt in einen Niedervoltabschnitt 4 und einen Hochvoltabschnitt 5.
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Der Niedervoltabschnitt 4 ist vorgesehen zum Antreiben des Schaltens des Hochvoltabschnitts 5.
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Die Schaltvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung kann als monostabiles Element angesehen werden, das so konstruiert ist, dass die Kontakte im Ruhezustand entweder geschlossen sind, oder dass die Kontakte im Ruhezustand geöffnet sind, je nach Benutzeranforderungen.
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Diesbezüglich weist der Schaltabschnitt 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar an bewegbaren elektrischen Kontakten 21 und 22 auf, welche miteinander in Kontakt gebracht werden können, um einen Stromfluss für eine Hochstrom-Gleichspannung zu ermöglichen. Vorzugsweise sind diese elektrischen Kontakte 21, 22 symmetrisch angeordnet, so dass sich diese symmetrisch aufeinander zu und voneinander weg bewegen.
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Es gilt zu beachten, dass die Schaltvorrichtung 1, 1' der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu bekannten Ausführungen keine fixen Kontakte aufweist, sondern ein Paar an wechselseitig symmetrisch bewegenden Kontakten aufweist, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, bezüglich einer gemeinsamen Kontakt- und Anschlagsposition.
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Jeder bewegbare Kontakt 21 oder 22 ist an dem Kontaktende 23 oder 24 eines korrespondierenden länglichen Arms 25, 26 einer Umschaltvorrichtung 30 positioniert, wie in den 2 und 3 gezeigt und nachfolgend beschrieben. Die Arme 25, 26 sind aus einem leitenden Material gefertigt, beispielsweise aus Metall.
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Über den Kontakten 21, 22, allerdings immer noch in dem Basisschaltabschnitt 2, sind jeweils Lichtbogenschienen 53, 54 vorgesehen.
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Diese Lichtbogenschienen 53, 54 unterstützen das Ableiten eines elektrischen Lichtbogens, der während der Öffnungsphase der bewegbaren Kontakte 21, 22 ausgebildet wird. Des Weiteren ist jede Lichtbogenleitschiene mit einer entsprechenden Ableitungsspule 51, 52 elektrisch verbunden, die an der Flanke von jedem Kontaktende 23, 24 von jedem Arm 25, 26 vorgesehen ist. Jedem bewegbaren Kontakt 21 oder 22 ist ein Paar an seitlichen Metallflanken 55, 56 zugeordnet, die eine vorstehende Platte zu den entsprechenden Lichtbogenleitschienen 53, 54 aufweisen.
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Des Weiteren ist eine polare Erweiterung 50, welche eine Metallplatte oder Flanke sein kann, an beiden Seiten der bewegbaren Kontakte 21, 22 vorgesehen.
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3 zeigt lediglich eine von diesen Metallplatten 50, allerdings sollte auch die Anwesenheit von einer korrespondierenden Platte beachtet werden, die in einer parallelen Position auf der anderen Seite der Kontakte 21, 22 angeordnet ist.
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Die Umschaltvorrichtung 30 weist ein Paar an Stangen 31 und 32 auf, die jeweils ein korrespondierendes Ende in einem Gleitscharnier 33 befestigt haben, welches nach oben und unten entlang eines vertikalen Schlitzes 27 des Rahmens 20 bewegbar ist, wie in den 7A und 7B gezeigt. Die Stangen 31 und 32 sind aus einem isolierenden Material hergestellt, beispielsweise aus einem wärmeaushärtenden Material.
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Die gegenüberliegenden Enden 44, 45 von jeder Stange 31, 32 sind verbunden, vorzugsweise drehbar verbunden, mit einem korrespondierenden Ende der Arme 25 und 26, jeweils gegenüberliegend zu den Kontakten 21, 22. Des Weiteren wird jedes Ende der Arme 25, 26 gegenüberliegend zu den Kontakten 21, 22 durch einen korrespondierenden länglichen Abschnitt 41, 42 eines Elements gehalten, das aus dem gleichen isolierenden Material hergestellt ist wie die Stangen 31, 32.
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Diese länglichen Abschnitte 41, 42 sind verbunden, vorzugsweise drehbar verbunden, mit der jeweiligen Stange 31 oder 32, allerdings auch mit dem entsprechenden Ende von jedem Arm 25, 26 verbunden, so dass eine Bewegung des länglichen Abschnitts 41, 42 eine Bewegung der zugeordneten Arme 25, 26 verursacht.
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Jeder Arm 25 oder 26 ist drehbar in dem Rahmen 20 gelagert, durch ein entsprechendes Drehgelenk 28, 29. Jeder der Arme 25, 26 ist drehbar gelagert durch das entsprechende Drehgelenk 28 oder 29, in einer Position, die im Wesentlichen einem Drittel der gesamten Länge der Arme entspricht.
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Die Stangen 31, 32 und die Arme 25, 26, zusammen mit der korrespondierenden Scharnierverbindung 33, den Drehgelenken 28, 29 und den Verbindungen zwischen den Stangen 31, 32 und den länglichen Abschnitten 41, 42, und indirekt mit den Armen 25, 26, bilden die Umschaltvorrichtung 30 aus, die es erlaubt, die bewegbaren elektrischen Kontakte 21 und 22 aufeinander zuzubewegen und umgekehrt. Die Umschaltvorrichtung wird durch den Niederspannungs-Antriebsabschnitt 4 betätigt, welcher später beschrieben wird.
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Die Stangen 31, 32 sowie die Arme 25, 26 sind durch ein Paar an identischen parallelen Komponenten ausgebildet, die mehr oder weniger wie ein Fachwerk aneinander angebunden sind.
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Wie bereits erwähnt, ist jeder der Arme 25, 26 durch das korrespondierende Drehgelenk 28, 29 gelagert, allerdings erstrecken sich diese Drehgelenke quer an das jeweilige Ende von einem gabelartigen Arm 35 oder 36. Diese gabelartigen Arme 35, 36 sind aus einem leitenden Material hergestellt, beispielsweise aus Metall.
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Die gabelartigen Arme 35, 36 sind im Wesentlichen an die fixen Stromanschlusskontakte 11, 12 angebunden. Somit wird eine elektrische Verbindung zwischen den bewegbaren elektrischen Kontakten 21, 22 und den fixen Stromanschlusskontakten 11, 12 durch die metallische Leitung zwischen den Komponenten 11, 35, 25 und 21 auf der einen Seite und 12, 36, 26, und 22 auf der anderen Seite garantiert.
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Es gilt des Weiteren zu beachten, dass ein elastisches Element 47 oder 48, beispielsweise eine Kompressionsfeder, zwischen jeden Arm 25 oder 26 und dem korrespondierenden lagernden gabelartigen Arm 35, 36 zwischengeschaltet ist, um eine mögliche Verschlechterung oder Abnutzung der bewegbaren Kontakte 21, 22 auszugleichen.
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Das Drehgelenk 33 ist mit einem zentralen ringförmigen elastischen Element 43 versehen, das durch ein bewegbares Ende 19 des Niederspannungs-Antriebsabschnitts 4 angesteuert wird, und kann als Buffer zwischen dem bewegbaren Element 19 und der gesamten Umschaltvorrichtung 30 angesehen werden. Dieses Drehgelenk 33 wird gezwungen, entlang eines vertikalen Schlitzes 27 zu gleiten, mittels einer Gleitführung 39, die in den 7A und 7B sichtbar ist, wobei diese Figuren zwei verschiedene funktionale Positionen zeigen, korrespondierend mit geöffneten (unten) und geschlossenen (oben) Kontakten.
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Der Niederspannungs-Antriebsabschnitt 4 weist eine Spule 6 auf, die mit Strom durch ein Niederspannungs-Referenzpotential versorgt wird. Der Niederspannungs-Antriebsabschnitt 4 entspricht einem bekannten Typ und wird durch einen geeigneten Schaltaktuator betrieben, was nicht gezeigt wird.
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Die Spule 6 wirkt auf einen Stößel 7, der sich horizontal erstreckt und parallel ist zu der Grundwand 13 des Schaltgehäuses 10 innerhalb des Basisschaltabschnitts 2. Der Stößel 7 wird gegen den Widerstand eines elastischen Elements 8 bewegt, beispielsweise einer länglichen Feder, um diese zu komprimieren.
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Das freie oder distale Ende 14 des Stößels 7 ist mit einem Ende 17 eines Hebels 15 verbunden, welcher drehbar an einem Drehpunkt 16 befestigt ist, der an dem internen Rahmen 20 des Basisschaltabschnitts 2 der Schaltvorrichtung 1 befestigt ist oder mit diesem integral ausgebildet ist.
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Der Hebel 15 hat einen ersten Arm 38, der mit dem freien distalen Ende 14 des Stößels 7 und einem anderen oder zweiten Arm 18 verbunden ist, der frei um den Drehpunkt bewegbar ist, wenn der Hebel 15 durch die Spule 6 und den Stößel 7 betätigt wird.
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Das freie Ende 19 von diesem zweiten Arm 18 wirkt auf das Drehgelenk 33 der Umschaltvorrichtung 30 durch das ringförmige elastische Element 43.
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Es gilt final zu beachten, dass ein elektrischer Kreis 49 vorgesehen ist, um die Spule 6 mit verschiedenen Spannungswerten gemäß den verschiedenen Aktuatoren zum Antreiben des Niederspannungs-Antriebsabschnitts zu versorgen. Dieser Kreis 49 ist im Wesentlichen ein Spannungslevelschalter, der dazu geeignet ist, eine Vielzahl von verschiedenen Spannungswerten zu empfangen. Des Weiteren ist außerdem eine Zerhacker-Relais-Vorrichtung 46 in dem Niedervolt-Antriebsabschnitt 4 verfügbar, um all die möglichen Zwischenkreise zu verbinden.
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Im Hinblick auf die obige Beschreibung sollte die Funktionsweise der Schaltvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung einleuchten.
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Gemäß der Erfindungsidee der vorliegenden Erfindung wird in der Schaltvorrichtung 1 kein fixer Kontakt vorgesehen, sondern im Gegensatz dazu ein Paar an bewegbaren Kontakten, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, bezüglich einer gemeinsamen Kontaktposition.
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Wie in dem Beispiel der 5 und 6 gezeigt wird, ist die Schaltvorrichtung 1 in Abhängigkeit von den Benutzeranforderungen im Ruhezustand entweder geöffnet, oder geschlossen.
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In jedem Fall allerdings, in Abhängigkeit von den eingestellten Ruhebedingungen, wird die Spule 6 des Niederspannungs-Antriebsabschnitts 4 dazu eingesetzt, den Stößel 7 zu bewegen, der mit einem Ende 17 des zweiarmigen Hebels 15 bewegbar an dem Drehgelenk 16 verbunden ist.
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Die Bewegung des Stößels 7, im Gegensatz mit dem elastischen Element 8, und der verbundene Hebel 15 bewegen das freie Ende 19 des Hebels, der auf das Gleitscharnier 33 der Umschaltvorrichtung 30 wirkt.
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Das Gleitscharnier 33 kann sich frei nach oben oder unten bewegen, oder axial entlang eines Schlitzes des Rahmens 20, um nach oben oder nach unten zu drücken, wobei diese Bewegung die gesamte Umschaltvorrichtung 30 dazu zwingt, ein Schließen oder ein Öffnen der bewegbaren Kontakte 21, 22 in Abhängigkeit von den gewünschten Anforderungen zu ermöglichen.
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Der Aufbau der doppelsymmetrischen bewegbaren Kontakte 21, 22 der vorliegenden Erfindung erlaubt es eine physische Separation der Kontakte von wenigstens 73 mm zu erreichen, wodurch das Risiko von elektrischen Lichtbogen reduziert wird, und wodurch die Haltbarkeit der Schaltvorrichtung beim Schalten verbessert wird.
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Die Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch dazu eingesetzt werden, einen Hochstrom mit Wechselspannung zu schalten.
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In der obigen Beschreibung wurden folgende Richtungsangaben verwendet: vorwärts, rückwärts, vorne, hinten, oben, unten, über, unter, Boden, Seite, vertikal, horizontal, quer, usw. Diese Richtungsangaben beziehen sich lediglich auf die Vorrichtung wie in den Figuren gezeigt, beziehen sich aber nicht auf einen möglichen Einsatz dieser Vorrichtung. Somit entsprechen diese Richtungen, wie zum Beschreiben der Schaltvorrichtung verwendet, wobei sich die Schaltvorrichtung aufrecht stehend auf einer horizontalen Oberfläche befindet, lediglich zum Identifizieren von Abschnitten der Vorrichtung in Bezug auf andere Abschnitte, wie in den Figuren gezeigt.
