DE202021102567U1

DE202021102567U1 - Kontaktanordnung für eine Schaltvorrichtung und Schaltvorrichtung

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Publication number: DE202021102567U1
Application number: DE202021102567.0U
Authority: DE
Original assignee: TDK Electronics AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2031-05-12

Abstract

Kontaktanordnung (200) für eine Schaltvorrichtung, aufweisend:
- ein Halteelement (20) mit einem zylindrischen Loch (23) mit einer Zylinderachse (A) zum Anordnen des Halteelements auf einer Achse und
- eine auf das Halteelement aufgesteckte Kontaktbrücke (4) mit einer Oberseite (41) mit zumindest einem Kontaktbereich (40) und einer der Oberseite gegenüber liegenden Unterseite (42), wobei die Kontaktbrücke ein Loch (43) aufweist, durch das ein Aufsteckteil (21) des Halteelements ragt,
wobei das Halteelement an der Oberseite der Kontaktbrücke ein oberes Jochelement (50) aufweist und
wobei die Kontaktbrücke auf der Unterseite und/oder im Loch ein unteres Jochelement (60) aufweist.

Description

Es werden eine Kontaktanordnung für eine Schaltvorrichtung und eine Schaltvorrichtung angegeben.
Die Schaltvorrichtung ist insbesondere als ein durch elektrisch leitenden Strom betreibbarer, elektromagnetisch wirkender, fernbetätigter Schalter ausgebildet. Die Schaltvorrichtung kann über einen Steuerstromkreis aktiviert werden und kann einen Laststromkreis schalten. Insbesondere kann die Schaltvorrichtung als Relais oder als Schütz, insbesondere als Leistungsschütz, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann die Schaltvorrichtung als gasgefüllter Leistungsschütz ausgebildet sein.
Eine mögliche Anwendung von derartigen Schaltvorrichtungen, insbesondere von Leistungsschützen, ist das Öffnen und Trennen von Batteriestromkreisen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen wie etwa elektrisch oder teilelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen.
In seiner Funktion als Sicherheitskomponente wird ein Schütz üblicherweise in Kombination mit einer Sicherung zwischen einer Batterie, etwa einer Lithium-Ionen-Batterie, und einem Elektromotor eingesetzt und muss bei Fehlfunktionen die Stromquelle von der Last trennen können. Ein gravierender Fall einer Batterie-Fehlfunktion ist ein Kurzschluss innerhalb der Batterie, der, je nach Batterie, im vollen Ladezustand zu einer sehr schnellen Entladung mit Strömen von mehr als 8000 A führen kann. Die Hauptaufgabe des Schützes ist es in einem solchen Fall, diesen sehr hohen Strom für eine kurze Zeit, beispielsweise im Bereich von Millisekunden, zu tragen, bis die vorgeschaltete Sicherung den Strom sicher trennen kann.
In einer üblichen Schütz-Bauart wird im den Laststromkreis durchschaltenden Zustand des Schützes eine Kontaktbrücke mithilfe einer Spule und eines magnetischen Kreises sowie einer Kontaktfeder gegen Hauptkontakte gedrückt. Beim Auftreten eines hohen Kurzschlussstroms entstehen allerdings starke Lorentz-Kräfte durch die Magnetisierung der leitenden Komponenten, die die Kontaktbrücke von den Hauptkontakten wegdrückt. Dieses Phänomen nennt man Levitation. Durch die Levitation kann ein ungewollter Lichtbogen zwischen den Hauptkontakten und der Kontaktbrücke entstehen, der mit sehr hoher Temperatur brennt und im schlimmsten Fall zur Zerstörung des Schützes führen kann.
Um den Lorentz-Kräften entgegenwirken und auf diese Weise eine Levitation vermeiden zu können, wurden bisher beispielsweise starke Kontaktfedern eingesetzt, um die Kontaktbrücke durch die Andruckkraft der Kontaktfeder geschlossen zu halten. Die hierbei maximal mögliche Kraft ist jedoch durch die Antriebskraft der Spule und des magnetischen Kreises begrenzt.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Kontaktanordnung für eine Schaltvorrichtung anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Schaltvorrichtung anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Kontaktanordnung eine Kontaktbrücke auf. Die Kontaktanordnung kann insbesondere eine Kontaktanordnung für eine Schaltvorrichtung sein, wobei die Kontaktbrücke ein beweglicher Kontakt der Schaltvorrichtung oder Teil eines beweglichen Kontakts der Schaltvorrichtung sein kann. Nachfolgend beschriebene Eigenschaften und Merkmale des beweglichen Kontakts können somit entsprechende Eigenschaften und Merkmale der Kontaktbrücke sein und umgekehrt. Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist eine Schaltvorrichtung eine solche Kontaktanordnung auf. Die nachfolgenden Ausführungsformen und Merkmale gelten gleichermaßen für die Kontaktanordnung und die Schaltvorrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltvorrichtung zumindest einen feststehenden Kontakt und zumindest einen beweglichen Kontakt, der wie vorab beschrieben insbesondere durch die Kontaktbrücke der Kontaktanordnung gebildet sein oder diese aufweisen kann, auf. Der zumindest eine feststehende Kontakt und der zumindest eine bewegliche Kontakt sind dazu vorgesehen und eingerichtet, einen an die Schaltvorrichtung anschließbaren Laststromkreis ein- und auszuschalten. Der bewegliche Kontakt ist in der Schaltvorrichtung entsprechend derart zwischen einem nicht-durchschaltenden Zustand und einem durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung bewegbar, dass der bewegliche Kontakt, also insbesondere die Kontaktbrücke der Kontaktanordnung, im nicht-durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung vom zumindest einen feststehenden Kontakt beabstandet und damit galvanisch getrennt ist und im durchschaltenden Zustand einen mechanischen Kontakt zum zumindest einen feststehenden Kontakt aufweist und damit galvanisch mit dem zumindest einen feststehenden Kontakt verbunden ist.
Besonders bevorzugt weist die Schaltvorrichtung zumindest zwei feststehende Kontakte auf, die voneinander getrennt in der Schaltvorrichtung angeordnet sind und die auf die vorab beschriebene Weise je nach Zustand des beweglichen Kontakts, also insbesondere der Kontaktbrücke, durch den beweglichen Kontakt, also insbesondere die Kontaktbrücke, elektrisch leitend miteinander verbunden oder elektrisch voneinander getrennt sein können. Die Kontaktbrücke weist bevorzugt eine Oberseite mit zumindest einem Kontaktbereich und eine der Oberseite gegenüber liegende Unterseite auf. Im durchschaltenden Zustand der Schaltvorrichtung steht der zumindest eine Kontaktbereich der Kontaktbrücke mit dem zumindest einen feststehenden Kontakt, insbesondere einem Kontaktbereich des zumindest einen feststehenden Kontakts, in mechanischem Kontakt. Weist die Schaltvorrichtung beispielsweise zwei feststehende Kontakte auf, kann die Kontaktbrücke entsprechend zwei Kontaktbereiche aufweisen.
Nachfolgend kann sich der allgemeine Begriff „Kontakte“ insbesondere auf alle feststehenden Kontakte sowie auf die Kontaktbrücke oder die Kontaktanordnung mit der Kontaktbrücke beziehen. Insbesondere können die Kontakte ein Metall, bevorzugt Kupfer oder eine Kupferlegierung, aufweisen oder daraus sein. Weiterhin ist zumindest für die Kontaktbereiche beispielsweise auch ein Kompositmaterial in Form eines metallischen Matrixmaterials, bevorzugt mit oder aus Kupfer, und darin verteilten Partikeln, bevorzugt mit oder aus einem Keramikmaterial wie etwa Aluminiumoxid, möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltvorrichtung ein Gehäuse auf, in dem die Kontaktanordnung und der zumindest eine feststehende Kontakt oder die zumindest zwei feststehenden Kontakte angeordnet sind. Die Kontaktanordnung kann insbesondere vollständig im Gehäuse angeordnet sein. Dass ein feststehender Kontakt im Gehäuse angeordnet ist, kann insbesondere bedeuten, dass zumindest der Kontaktbereich des feststehenden Kontakts, der im durchschaltenden Zustand in mechanischem Kontakt zum beweglichen Kontakt steht, innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Zum Anschluss einer Zuleitung eines durch die Schaltvorrichtung zu schaltenden Stromkreises kann ein im Gehäuse angeordneter feststehender Kontakt von außen, also von außerhalb des Gehäuses, elektrisch kontaktierbar sein. Hierzu kann ein im Gehäuse angeordneter feststehender Kontakt mit einem Teil aus dem Gehäuse herausragen und außerhalb des Gehäuses eine Anschlussmöglichkeit für eine Zuleitung aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kontakte in einer Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Kontaktanordnung vollständig in der Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet ist und dass weiterhin zumindest Teile des oder der feststehenden Kontakte, etwa der oder die Kontaktbereiche des oder der feststehenden Kontakte, in der Gasatmosphäre im Gehäuse angeordnet sind. Die Schaltvorrichtung kann entsprechend besonders bevorzugt eine gasgefüllte Schaltvorrichtung wie etwa ein gasgefülltes Schütz sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Kontakte, das bedeutet die Kontaktanordnung vollständig sowie zumindest Teile des oder der feststehenden Kontakte, in einer Schaltkammer innerhalb des Gehäuses angeordnet, in der sich das Gas, also zumindest ein Teil der Gasatmosphäre, befindet. Das Gas kann bevorzugt einen Anteil von zumindest 20% H₂ und bevorzugt zumindest 50% H₂ aufweisen. Zusätzlich zum Wasserstoff kann das Gas ein inertes Gas aufweisen, besonders bevorzugt N₂ und/oder eines oder mehrere Edelgase.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktanordnung in der Schaltvorrichtung mittels eines Magnetankers bewegbar. Der Magnetanker kann hierzu insbesondere eine Achse aufweisen, die an einem Ende mit der Kontaktanordnung derart verbunden ist, dass die Kontaktanordnung vermittels der Achse bewegbar ist, also bei einer Bewegung der Achse durch diese ebenfalls bewegt wird. Die Achse kann insbesondere durch eine Öffnung in der Schaltkammer in die Schaltkammer hineinragen. Der Magnetanker kann durch einen magnetischen Kreis bewegbar sein, um die vorab beschriebenen Schaltvorgänge zu bewirken. Hierzu kann der magnetische Kreis ein Joch aufweisen, das eine Öffnung aufweist, durch die die Achse des Magnetankers hindurch ragt. Die Achse kann bevorzugt Edelstahl aufweisen oder daraus sein. Das Joch kann bevorzugt Reineisen oder eine niedrig dotierte Eisenlegierung aufweisen oder daraus sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktanordnung ein Halteelement auf, an dem die Kontaktbrücke angeordnet ist. Weiterhin kann die Kontaktbrücke am Halteelement arretierbar sein. Insbesondere ist die Kontaktbrücke im in die Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung dauerhaft in einem am Halteelement arretierten Zustand.
Das Halteelement kann insbesondere im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung an der Achse befestigt sein. Besonders bevorzugt kann das Halteelement ein zylindrisches Loch mit einer Zylinderachse aufweisen, wobei das Loch dazu vorgesehen und eingerichtet ist, dass das Halteelement auf der Achse anordenbar ist und, insbesondere im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung, an der Achse angeordnet ist. Besonders bevorzugt kann die Achse im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung im zylindrischen Loch des Halteelements angeordnet sein. Hierzu kann die Achse in das Loch des Halteelements eingeschoben sein. Beispielsweise kann die Achse durch das Loch hindurchgeschoben sein, so dass die Achse beidseitig aus dem Loch des Halteelements herausragt. Weiterhin kann das Halteelement beispielsweise auch ein Sackloch aufweisen, in dem die Achse angeordnet ist.
Weiterhin können das Halteelement und damit die Kontaktanordnung an der Achse arretiert sein. Dies kann beispielsweise mittels eines Sprengrings oder einer Vernietung an der Achse möglich sein. Darüber hinaus können das Halteelement und damit die Kontaktanordnung auf der Achse aufgeschraubt sein. Hierzu kann das Halteelement im Loch ein Gewinde aufweisen, mit dem das Halteelement auf einem Gewinde der Achse aufgeschraubt ist. Zusätzlich kann das Halteelement in diesem Fall an der Achse arretiert sein, beispielsweise ebenfalls mittels eines Sprengrings und/oder einer Vernietung und/oder einer Kontermutter. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass die Achse im Halteelement durch eine Klemmung befestigt ist oder dass ein Teil der Achse mit dem Material des Halteelements umformt ist. Die Achse kann in diesem Fall bevorzugt eine oder mehrere Verankerungselemente wie beispielsweise eine oder mehrere Rillen und/oder eine oder mehrere Vorsprünge aufweisen, die ganz oder teilweise um die Achse herum verlaufen können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktbrücke auf das Halteelement aufgesteckt. Insbesondere kann die Kontaktbrücke nach einem Aufstecken auf das Halteelement durch eine Verdrehung um die Zylinderachse des Lochs des Halteelements in einen arretierten Zustand versetzbar sein. Im zusammengebauten Zustand der Kontaktanordnung kann die Kontaktbrücke auf dem Halteelement in einem arretierten Zustand sein. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Kontaktbrücke in einer Richtung entlang der Zylinderachse arretiert ist, also nicht vom Halteelement abgezogen werden kann. Im arretierten Zustand sind das Halteelement und die Kontaktbrücke somit nicht mehr trennbar, jedoch kann die Kontaktbrücke verschiebbar, insbesondere entlang der Zylinderachse des Lochs des Halteelements verschiebbar, am Halteelement arretiert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Halteelement einen Aufsteckteil auf, auf den die Kontaktbrücke aufgesteckt ist. Hierzu weist die Kontaktbrücke bevorzugt ein Loch auf, durch das der Aufsteckteil des Halteelements ragt. Das kann insbesondere bedeuten, dass beim Aufstecken der Kontaktbrücke auf dem Halteelement die Kontaktbrücke mit dem Loch auf dem Aufsteckteil des Halteelements geschoben wird oder umgekehrt der Aufsteckteil des Halteelements in das Loch der Kontaktbrücke geschoben wird. Insbesondere kann der Aufsteckteil des Halteelements nach dem Aufstecken der Kontaktbrücke durch das Loch der Kontaktbrücke hindurchragen. Insbesondere kann die Kontaktbrücke weiterhin auch ein Loch aufweisen, das etwas größere Abmessungen als der Aufsteckteil aufweist, sodass die Kontaktbrücke kippbar am Aufsteckteil gelagert sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktanordnung ein oberes Jochelement und ein unteres Jochelement auf. Das obere Jochelement ist zumindest teilweise an der Oberseite der Kontaktbrücke angeordnet, während das untere Jochelement zumindest teilweise an der Unterseite der Kontaktbrücke angeordnet ist. Somit kann zumindest ein Teil der Kontaktbrücke zwischen dem oberen Jochelement und dem unteren Jochelement angeordnet sein. Das obere Jochelement und das untere Jochelement können jeweils Eisen aufweisen oder daraus sein. Insbesondere können das obere Jochelement und das untere Jochelement jeweils Reineisen aufweisen oder daraus sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das obere Jochelement zumindest teilweise vom Halteelement umformt. Das kann insbesondere bedeuten, dass ein Teil des oberen Jochelements von einem Teil des Materials des Halteelements, also insbesondere des Aufsteckteils, umgeben ist. Durch die zumindest teilweise Umformung des oberen Jochelements kann dieses im Halteelement, insbesondere im Aufsteckteil, fixiert und damit dauerhaft angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das untere Jochelement zumindest teilweise auf der Unterseite der Kontaktbrücke angeordnet. Insbesondere kann das untere Jochelement in unmittelbarem Kontakt mit der Unterseite der Kontaktbrücke an dieser angeordnet sein. Alternativ oder bevorzugt zusätzlich kann zumindest ein Teil des unteren Jochelements in zumindest einem Teil des Lochs der Kontaktbrücke angeordnet sein. Das kann insbesondere bedeuten, dass ein Teil des unteren Jochelements in unmittelbarem Kontakt mit einer Lochwand der Loches der Kontaktbrücke steht. Besonders bevorzugt ist das untere Jochelement zumindest teilweise in das Loch der Kontaktbrücke eingepresst und dadurch an der Kontaktbrücke fixiert und dauerhaft angeordnet. Das untere Jochelement kann zur Herstellung der Kontaktanordnung insbesondere zusammen mit der Kontaktbrücke auf dem Halteelement aufgesteckt werden.
Besonders bevorzugt ist die Kontaktbrücke wie vorab beschrieben zwischen dem oberen Jochelement und dem unteren Jochelement angeordnet und in einem arretierten Zustand besonders bevorzugt zwischen den beiden Jochelementen eingeklemmt. Das obere Jochelement und das untere Jochelement bilden besonders bevorzugt eine Art Klammer, in der die Kontaktbrücke gelagert ist. Die Jochelemente dienen insbesondere dazu, Magnetfelder, die bei einem Stromfluss durch die Kontaktbrücke entstehen, aufzufangen. Das bedeutet, dass die beiden Jochelemente durch ein durch die stromdurchflossene Kontaktbrücke entstehendes Magnetfeld so magnetisiert werden, dass eine Anziehungskraft zwischen diesen entsteht. Da das obere Jochelement am Halteelement über der Kontaktbrücke angeordnet ist, während das untere Jochelemente an der Kontaktbrücke auf dessen Unterseite angeordnet ist, wird die Kontaktbrücke durch die entstehende Anziehungskraft zwischen den Jochelementen nach oben, also in Richtung des zumindest einen feststehenden Kontakts, gedrückt. Die wirkende Anziehungskraft ist umso stärker, je größer der Strom ist, der durch die Kontaktbrücke fließt. Damit kann dem oben beschriebenen Levitationseffekt, insbesondere bei einem Kurzschlussstrom, entgegengewirkt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Aufsteckteil zumindest eine Haltenase auf, durch die die Kontaktbrücke am Halteelement arretierbar ist und die im arretierten Zustand im Bereich der Oberseite der Kontaktbrücke angeordnet ist. Durch die zumindest eine Haltenase kann im arretierten Zustand insbesondere ein Abziehen der Kontaktbrücke vom Halteelement entlang der Richtung der Zylinderachse des Lochs des Halteelements verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das obere Jochelement auf einer der Kontaktbrücke zugewandten Seite der zumindest einen Haltenase angeordnet. Mit anderen Worten kann das obere Jochelement an einer Unterseite der Haltenase angeordnet sein, so dass die Kontaktbrücke in einer Richtung entlang der Achse am oberen Jochelement anliegen kann.
Weiterhin kann das Loch der Kontaktbrücke eine Lochwand mit zumindest einer Einführnut für die zumindest eine Haltenase des Halteelements aufweisen, wobei die zumindest eine Einführnut von der Oberseite der Kontaktbrücke zur Unterseite reicht. Beim Aufstecken wird die Kontaktbrücke insbesondere so zum Halteelement verdreht ausgerichtet, dass die Haltenase durch die Einführnut geschoben werden kann. Nach dem vollständigen Durchschieben der Haltenase wird die Kontaktbrücke relativ zum Halteelement um die Zylinderachse des Lochs des Halteelements verdreht, so dass die Einführnut und die Haltenase versetzt zueinander ausgerichtet sind.
Ist das untere Jochelement an der Kontaktbrücke angeordnet, kann dieses eine Öffnung aufweisen, durch die der Aufsteckteil des Halteelements ragt. Die für das Loch der Kontaktbrücke beschriebenen Merkmale können auch für die Öffnung des unteren Jochelements gelten. Beispielsweise kann die Öffnung des unteren Jochelements zumindest teilweise im Loch der Kontaktbrücke angeordnet sein. Weiterhin kann das untere Jochelement wie vorab für die Kontaktbrücke beschrieben eine Einführnut für die zumindest eine Haltenase des Halteelements aufweisen. Das Loch der Kontaktbrücke und die Öffnung des unteren Jochelements können sich insbesondere so ergänzen, dass eine geeignete Öffnung zur beschriebenen Montage der durch die Kontaktbrücke und das untere Jochelement gebildeten Einheit ergibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktbrücke in der Lochwand zumindest eine Haltenut auf, die von der Oberseite der Kontaktbrücke in Richtung der Unterseite reicht. Insbesondere reicht die Haltenut nicht bis an die Unterseite heran. Im arretierten Zustand der Kontaktbrücke auf dem Halteelement befindet sich die Haltenase bevorzugt in der Haltenut. Hierdurch kann ein Verdrehen der Kontaktbrücke relativ zum Halteelement verhindert werden.
Ist das untere Jochelement an der Kontaktbrücke angeordnet, kann dieses in einer Öffnungswand, also einer Wand der Öffnung, zumindest eine Haltenut aufweisen, die von einer Oberseite des unteren Jochelements in Richtung einer Unterseite des unteren Jochelements reicht. Die zumindest eine Haltenut des unteren Jochelements kann insbesondere entsprechende Merkmale aufweisen, die in Verbindung mit der zumindest einen Haltenut der Kontaktbrücke beschrieben sind. Die zumindest eine Haltenut der Kontaktbrücke und die zumindest eine Haltenut des unteren Jochelements können sich insbesondere so ergänzen, dass eine geeignete Haltenut zur beschriebenen Montage und Verdrehsicherung der durch die Kontaktbrücke und das untere Jochelement gebildeten Einheit ergibt.
Weiterhin kann es auch sein, dass der Aufsteckteil zwei Haltenasen aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse an sich gegenüber liegenden Seiten des Aufsteckteils angeordnet sind. Ist das obere Jochelement am Halteelement angeordnet, kann das obere Jochelement besonders bevorzugt durch den Aufsteckteil hindurch von einer der Haltenasen zur anderen der Haltenasen reichen. Die Kontaktbrücke kann entsprechend der Haltenasen des Halteelements in der Lochwand zumindest zwei Einführnute aufweisen, die den Haltenasen zugeordnet sind. Weiterhin kann die Kontaktbrücke in der Lochwand den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Haltenute aufweisen. Ist das untere Jochelement an der Kontaktbrücke angeordnet, kann dieses zumindest zwei Einführnute in der Öffnung aufweisen, die den Haltenasen zugeordnet sind. Weiterhin kann das untere Jochelement in der Öffnungswand den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Haltenute aufweisen. Besonders bevorzugt können sowohl die Kontaktbrücke als auch das untere Jochelement Einführnute und Haltenute aufweisen. Hierbei können jeweils eine Haltenut der Kontaktbrücke und eine Haltenut des unteren Jochelements unmittelbar aneinander anschließen. Dadurch bilden die Haltenute der Kontaktbrücke und die Haltenute des unteren Jochelements gemeinsam Auflageflächen für die Haltenasen des Halteelements, wobei insbesondere das obere Jochelement in einem arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement auf den Auflageflächen aufliegen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Kontaktbrücke und/oder das untere Jochelement eine gerade, gerundete oder keil- beziehungsweise V-förmige Auflagefläche auf, auf denen das obere Jochelement in einem arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement mit einer entsprechend negativ geformten Auflagefläche aufliegen kann. Insbesondere können die Haltenute der Kontaktbrücke und/oder die Haltenute des unteren Jochelements die besagten Auflageflächen aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Halteelement einen am Aufsteckteil angrenzenden Sockelteil auf, wobei das zylindrische Loch des Halteelements zumindest in den Sockelteil oder auch durch den Aufsteckteil und in oder durch den Sockelteil reicht. Der Sockelteil kann bevorzugt so ausgeformt sein, dass der Sockelteil zumindest teilweise nicht durch das Loch der Kontaktbrücke passt, so dass der Sockelteil die Bewegungsfreiheit der Kontaktbrücke in einer Richtung entlang der Zylinderachse des Lochs des Halteelements einschränken kann. Beispielsweise können der Aufsteckteil und der Sockelteil jeweils in Bezug auf ihre Außenflächen zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei der Sockelteil einen größeren Durchmesser als der Aufsteckteil aufweist. Weiterhin kann beispielsweise der Aufsteckteil zumindest teilweise abgeflachte Seitenflächen aufwiesen, die eine Führung und eine Verdrehsicherheit in Bezug auf die Kontaktbrücke ermöglichen können. Insbesondere kann durch den Sockelteil und die zumindest eine Haltenase eine Begrenzung der Bewegungsfreiheit und damit eine Arretierung der Kontaktbrücke in beide Richtungen entlang der zylindrischen Achse des Lochs des Halteelements bewirkt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktanordnung weiterhin eine Kontaktfeder auf, die auf einer dem zumindest einen Kontaktbereich abgewandten Unterseite der Kontaktbrücke angeordnet ist. Insbesondere kann die Kontaktfeder einen Teil des Halteelements, besonders bevorzugt zumindest einen Teil des Sockelteils, umgeben. Die Kontaktfeder kann im arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement in direktem Kontakt mit der Unterseite der Kontaktbrücke stehen, so dass die Unterseite der Kontaktbrücke ein Gegenlager für die Kontaktfeder bildet. Ist das untere Jochelement an der Kontaktbrücke angeordnet, kann das untere Jochelement eine dem oberen Jochelement abgewandte Unterseite aufweisen, wobei die Kontaktfeder an der dem oberen Jochelement abgewandten Unterseite des unteren Jochelements angeordnet ist. In diesem Fall kann besonders bevorzugt die Kontaktfeder im arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement in direktem Kontakt mit der Unterseite des unteren Jochelements stehen und die Unterseite des unteren Jochelements kann ein Gegenlager für die Kontaktfeder bilden. Weiterhin können das Halteelement und insbesondere der Sockelteil ein Gegenlager für die Kontaktfeder auf einer der Kontaktbrücke abgewandten Seite der Kontaktfeder aufweisen. Mit anderen Worten kann ein Teil des Sockelteils als Gegenlager für die Kontaktfeder ausgebildet sein.
Während eines Schaltvorgangs bewegen sich der Magnetanker, die Achse sowie die Kontaktanordnung bevorzugt in einer linearen Bewegung in Form einer Hub- oder Senkbewegung entlang der Achse, die auch als vertikale Richtung bezeichnet werden kann. Bevorzugt weisen die Achse und beispielsweise ein magnetischer Kern des Magnetankers in vertikaler Richtung einen Bewegungsspielraum für die Hubbewegung auf, die größer als der Schaltspalt ist, der durch den Abstand zwischen dem zumindest einen feststehenden Kontakt und der Kontaktbrücke im nicht-durchschaltenden Zustand gebildet wird. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht sein, dass im ausgeschalteten Zustand ein Spalt zwischen dem magnetischen Kern und dem Joch des magnetischen Kreises, der auch als Bewegungsspalt bezeichnet werden kann, größer als der Schaltspalt ist. Beim Anschlagen der Kontaktbrücke am zumindest einen feststehenden Kontakt und damit beim vollständigen Schließen des Schaltspalts kann die Kontaktfeder einfedern und der Magnetanker kann sich weiter bewegen, bis beispielsweise der magnetische Kern am Joch anliegt. Somit kann es sich bei dem Magentanker mit der Kontaktanordnung um ein Überhubsystem handeln, bei dem die Kontaktbrücke verschiebbar am Halteelement angeordnet ist. Beispielsweise kann der Bewegungsspalt um kleiner oder gleich 1 mm und besonders bevorzugt um etwa 0,5 mm größer als der Schaltspalt sein. Durch das Einfedern der Kontaktfeder durch den Überhub kann der Anpressdruck der Kontaktbrücke am zumindest einen feststehenden Kontakt erhöht werden und es kann eine gewisse Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen und mechanischen Stößen erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Halteelement ein elektrisch isolierendes Material auf. Besonders bevorzugt ist das Halteelement aus einem oder mehreren elektrisch isolierenden Materialien, so dass das Halteelement elektrisch isolierend sein kann. Das oder die elektrisch isolierenden Materialien können ausgewählt sein aus Polymeren und Keramikmaterialien, beispielsweise ausgewählt aus Polyoxymethylen (POM), insbesondere mit der Struktur (CH₂O)_n, Polybutylenterephthalat (PBT), Glasfaser-gefülltem PBT und elektrisch isolierenden Metalloxiden wie etwa Al₂O₃. Insbesondere kann das Halteelement die Kontaktbrücke oder bevorzugt die Kontaktbrücke und die Kontaktfeder sowie die Jochelemente von der Achse elektrisch isolieren. Dadurch kann die Kontaktbrücke elektrisch isoliert von den Komponenten des Magnetantriebs, also insbesondere von den Komponenten des Magnetankers, gelagert sein. Das Halteelement kann dadurch gleichzeitig eine Lagerung und Arretierung der Kontaktbrücke sowie eine elektrische Isolation der Kontaktbrücke ermöglichen.
Bei der hier beschriebenen Kontaktanordnung können entsprechend der vorab beschriebenen Merkmale insbesondere zumindest einer oder mehrere oder alle der folgenden Vorteile erreicht werden:

- Einfache Zusammensetzbarkeit
- Einsatz weniger Materialien, was geringe Kosten mit sich bringen kann
- Volle elektrische Isolation der Kontaktbrücke von der Achse
- Thermische Isolation der Kontaktbrücke
- Flexible Lagerung und Kippbarkeit der Kontaktbrücke
- Verdrehsicherheit der Kontaktbrücke in Bezug auf das Halteelement
- Verdrehsicherheit des Halteelements und damit der Kontaktanordnung in Bezug auf die Schaltkammer und die feststehenden Kontakte
- Durch das obere und untere Jochelement Verminderung oder bevorzugt sogar Aufhebung eines unerwünschten Levitationseffekts, beispielsweise beim Auftreten eines Kurzschlussstroms

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Schaltvorrichtung,
2A bis 2E schematische Darstellungen einer Kontaktanordnung für eine Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Schaltvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4A und 4B schematische Darstellungen von Ausschnitten von Kontaktbrücken gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
5 eine schematische Darstellung einer Kontaktanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
6A bis 6D schematische Darstellungen einer Kontaktanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
7A bis 7D schematische Darstellungen einer Kontaktanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1 ist eine Schaltvorrichtung 100 gezeigt, die beispielsweise zum Schalten starker elektrischer Ströme und/oder hoher elektrischer Spannungen eingesetzt werden kann und die ein Relais oder Schütz, insbesondere ein Leistungsschütz, sein kann. Die gezeigten Geometrien sind nur exemplarisch und nicht beschränkend zu verstehen und können auch alternativ ausgebildet sein.
Die Schaltvorrichtung 100 weist in einem Gehäuse 1 zwei feststehende Kontakte 2, 3 und einen beweglichen Kontakt in Form einer Kontaktbrücke 4 auf. Die Kontaktbrücke 4 ist als Kontaktplatte ausgebildet. Die feststehenden Kontakte 2, 3 bilden zusammen mit der Kontaktbrücke 4 die Schaltkontakte. Alternativ zur gezeigten Kontaktanzahl können auch andere Anzahlen von feststehenden und/oder beweglichen Kontakten möglich sein. Das Gehäuse 1 dient vornehmlich als Berührschutz für die im Inneren angeordneten Komponenten und weist einen Kunststoff auf oder ist daraus, beispielsweise PBT oder Glasfaser-gefülltes PBT. Die feststehenden Kontakte 2, 3 und die Kontaktbrücke 4 können beispielsweise mit oder aus Cu, einer Cu-Legierung oder einer Mischung von Kupfer mit zumindest einem weiteren Metall, beispielsweise W, Ni und/oder Cr, sein.
In 1 ist die Schaltvorrichtung 100 in einem Ruhezustand gezeigt, in dem die Kontaktbrücke 4 von den feststehenden Kontakten 2, 3 beabstandet ist, so dass die feststehenden Kontakte 2, 3 und die Kontaktbrücke 4 galvanisch voneinander getrennt sind. Die gezeigte Ausführung der Schaltkontakte und insbesondere deren Geometrie sind rein beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen. Alternativ können die Schaltkontakte auch anders ausgebildet sein. Beispielsweise kann es möglich sein, dass nur einer der Schaltkontakte feststehend ausgebildet ist.
Die Schaltvorrichtung 100 weist einen beweglichen Magnetanker 5 auf, der im Wesentlichen die Schaltbewegung vollzieht. Der Magnetanker 5 weist einen magnetischen Kern 6 auf, beispielsweise mit oder aus einem ferromagnetischen Material. Weiterhin weist der Magnetanker 5 eine Achse 7 auf, die durch den magnetischen Kern 6 geführt ist und an einem Achsenende fest mit dem magnetischen Kern 6 verbunden ist. Am anderen, dem magnetischen Kern 6 gegenüber liegenden Achsenende weist der Magnetanker 5 die Kontaktbrücke 4 auf, die mit der Achse 7 derart verbunden beziehungsweise an dieser gelagert ist, dass die Kontaktbrücke 4 die Bewegungen der Achse 7 nachvollzieht. Die Achse 7 kann bevorzugt mit oder aus Edelstahl gefertigt sein.
Der magnetische Kern 6 ist von einer Spule 8 umgeben. Ein von außen durch einen Steuerstromkreis aufschaltbarer Stromfluss in der Spule 8 erzeugt eine Bewegung des magnetischen Kerns 6 und damit des gesamten Magnetankers 5 in axialer Richtung, bis die Kontaktbrücke 4 die feststehenden Kontakte 2, 3 kontaktiert. In der gezeigten Darstellung bewegt sich der Magnetanker nach oben. Der Magnetanker 5 bewegt sich somit von einer ersten Position, die dem gezeigten Ruhezustand und gleichzeitig dem trennenden, also nicht-durchschaltendem und somit ausgeschaltetem Zustand entspricht, in eine zweite Position, die dem aktiven, also durchschaltenden und somit eingeschalteten Zustand entspricht. Im aktiven Zustand sind die feststehenden Kontakte 2, 3 und die Kontaktbrücke 4 galvanisch miteinander verbunden. Wird der Stromfluss in der Spule 8 unterbrochen, wird der Magnetanker 5 durch eine oder mehrere Federn 10 wieder in die erste Position bewegt. In der gezeigten Darstellung bewegt sich der Magnetanker 5 somit wieder nach unten. Die Schaltvorrichtung 100 befindet sich dann wieder im Ruhezustand, in dem die Schaltkontakte geöffnet sind.
Beim Öffnen der Schaltkontakte unter Last kann ein Lichtbogen entstehen, der schnellstmöglich gelöscht werden sollt, da ansonsten die Kontaktflächen oder sogar die gesamte Schaltvorrichtung beschädigt werden kann. Im schlimmsten Fall, in dem der Lichtbogen nicht gelöscht werden kann, könnte es zu einem kompletten Ausfall der Schaltvorrichtung kommen. Um die Entstehung derartiger Lichtbögen zu verhindern oder um wenigstens die Löschung von auftretenden Lichtbögen zu unterstützen, sind die feststehenden Kontakte 2, 3 und die Kontaktbrücke 4 in einer Gasatmosphäre angeordnet, so dass die Schaltvorrichtung 100 als gasgefülltes Relais oder gasgefüllter Schütz ausgebildet ist. Hierzu sind die feststehenden Kontakte 2, 3 und die Kontaktbrücke 4 innerhalb einer Schaltkammer 11, gebildet durch eine Schaltkammerwand 12 und einen Schaltkammerboden 13, in einem durch einen hermetisch abgeschlossenen Teil gebildeten gasdichten Bereich 16 angeordnet. Der gasdichte Bereich 16 umgibt den Magnetanker 5 und die Schaltkontakte bis auf zum externen Anschluss vorgesehene Teile der feststehenden Kontakte 2, 3 vollständig. Der gasdichte Bereich 16 und damit auch die Schaltkammer 11 sind mit einem Gas 14 gefüllt. Der gasdichte Bereich 16 wird im Wesentlichen durch Teile der Schaltkammer 11, des Jochs 9 und zusätzlichen Wandungen gebildet. Das Gas 14, das durch einen Gasfüllstutzen (nicht gezeigt) im Rahmen der Herstellung der Schaltvorrichtung 100 in den gasdichten Bereich 16 eingefüllt werden kann, kann besonders bevorzugt Wasserstoff-haltig sein, beispielsweise mit mindestens 20% oder mindestens 50% oder mehr H₂ in einem inerten Gas oder sogar mit 100% H₂, da Wasserstoff-haltiges Gas die Löschung von Lichtbögen fördern kann. Weiterhin können innerhalb oder außerhalb der Schaltkammer 11 sogenannte Blasmagnete (nicht gezeigt) vorhanden sein, also Permanentmagnete, die eine Verlängerung der Lichtbogenstrecke bewirken und somit das Löschen der Lichtbögen verbessern können. Die Schaltkammerwand 12 und der Schaltkammerboden 13 können beispielsweise mit oder aus einem Metalloxid wie etwa Al₂O₃ gefertigt sein. Weiterhin eignen sich auch Kunststoffe mit einer ausreichend hohen Temperaturfestigkeit, beispielsweise ein PEEK, ein PE und/oder ein Glasfaser-gefülltes PBT. Alternativ oder zusätzlich kann die Schaltkammer 11 zumindest teilweise auch ein POM, insbesondere mit der Struktur (CH₂O)_n, aufweisen.
Um Höhenunterschiede beim Schalten der Kontaktbrücke 4 ausgleichen zu können und um einen ausreichenden mechanischen Kontakt zwischen den feststehenden Kontakten 2, 3 und der Kontaktbrücke 4 zu erreichen, ist eine Kontaktfeder 17 unterhalb der Kontaktbrücke 4 angeordnet, die eine Kraft in Richtung der feststehenden Kontakte 2, 3 auf die Kontaktbrücke 4 ausübt.
Bei dem Magentanker mit der Kontaktbrücke 4 handelt es sich um ein Überhubsystem, bei dem die Kontaktbrücke 4 verschiebbar an der Achse 7 angeordnet ist. Beim Anschlagen der Kontaktbrücke 4 an den feststehenden Kontakten 2, 3 und damit beim vollständigen Schließen des Schaltspalts kann die Kontaktfeder 17 einfedern und der Magnetanker kann sich weiter bewegen, bis beispielsweise der magnetische Kern 6 am Joch 9 anliegt. Durch das Einfedern der Kontaktfeder 17 aufgrund des Überhubs kann der Anpressdruck der Kontaktbrücke 4 an den feststehenden Kontakten 2, 3 erhöht werden und es kann eine gewisse Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen und mechanischen Stößen erreicht werden.
Im Bereich des Jochs 9 ist ein Gegenlager für das der Kontaktbrücke 4 abgewandte Ende der Kontaktfeder 17 angeordnet. Am anderen Ende der Kontaktfeder 17 ist zwischen der Kontaktbrücke 4 und der Kontaktfeder 17 zusätzlich ein weiteres Federlager 18 aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Hierdurch kann eine elektrische Isolierung zwischen der Kontaktbrücke 4 und weiteren Bauteilen wie der Kontaktfeder 17, der Achse 7 und anderen elektrisch leitenden Komponenten erreicht werden. Eine solche elektrische Isolierung ist notwendig, da während des Betriebes in bestimmten Anwendungsfällen zwischen dem Laststromkreis und dem Steuerstromkreis hohe Spannungen auftreten können. Die Isolationsanforderungen liegen diesbezüglich üblicherweise in Bereich von 2400 VAC bis 5000 VAC oder sogar noch höheren Spannungen. Wenn keine ausreichende elektrische Isolierung zwischen dem Laststromkreis, also insbesondere der Kontaktbrücke, und dem Steuerstromkreis vorliegt, kann es zu Überschlägen in das Steuerstromkreisnetz kommen, was ein hohes Sicherheitsrisiko darstellt. Alternativ zu einer Isolierung mittels eines zusätzlich anzubringenden isolierenden Elements wie dem beschriebenen Federlager und/oder anderen geeigneten zusätzlichen Isolatorelementen ist es im Stand der Technik auch bekannt, beispielsweise die Spule mit Isolationsmaterial zu vergießen. Die Isolationsmaßnahmen sind jedoch in der Regel aufwändig und erhöhen die Herstellungs- und Fertigungskosten.
In Verbindung mit den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele für eine Kontaktanordnung 200 und eine Schaltvorrichtung 100 mit einer solchen Kontaktanordnung 200 erläutert, die unter anderem die Vorteile einer einfachen Zusammensetzbarkeit und des Einsatzes weniger Materialien und weniger Komponenten bietet. Darüber hinaus ist es durch den Aufbau der Kontaktanordnung 200 möglich, die Kontaktbrücke 4 sowohl elektrisch als auch thermisch zu isolieren, ohne dass ein zusätzliches isolierendes Federlager zwischen der Kontaktfeder und der Kontaktbrücke wie in Verbindung mit der 1 erläutert vorhanden sein muss. Weiterhin kann die im Folgenden erläuterte Kontaktanordnung 200 eine flexible Lagerung und eine Kippbarkeit der Kontaktbrücke 4 sowie eine Verdrehsicherheit sowohl der Kontaktbrücke 4 in Bezug auf die Kontaktanordnung 200 als auch der Kontaktanordnung 200 in Bezug auf die Schaltkammer 11 und die feststehenden Kontakte 2, 3 ermöglichen.
In Verbindung mit den 2A bis 2E ist ein Ausführungsbeispiel für die Kontaktanordnung 200 für eine Schaltvorrichtung gezeigt, wobei die Schaltvorrichtung bis auf die im Folgenden beschriebenen Merkmale wie die in Verbindung mit der 1 beschriebene Schaltvorrichtung ausgebildet sein kann. Die 2A bis 2C zeigen eine schematische dreidimensionale Darstellung sowie senkrecht zueinander stehende schematische Schnittdarstellungen der Kontaktanordnung 200 mit einem Halteelement 20 und einer Kontaktbrücke 4, während in den 2D und 2E das Halteelement 20 und die Kontaktbrücke 4 jeweils einzeln in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung gezeigt sind. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die 2A bis 2E.
In den 2A bis 2C ist zusätzlich noch die Achse 7 der Schaltvorrichtung gezeigt, um die Anordnung der Kontaktanordnung 200 an der Achse 7 und damit in der Schaltvorrichtung zu verdeutlichen. Das Halteelement 20 weist ein zylindrisches Loch 23 mit einer Zylinderachse A auf, das dazu vorgesehen und eingerichtet ist, dass das Halteelement 20 auf der Achse 7 anordenbar ist und, insbesondere im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung, an der Achse 7 angeordnet ist. Insbesondere ist die Achse 7 im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand mit einem oberen Bereich 70, der das dem magnetischen Kern abgewandte Ende der Achse 7 bildet, im zylindrischen Loch 23 eingeschoben. Hierbei kann die Achse 7 durch das Loch 23 hindurchgeschoben sein, so dass die Achse 7 beidseitig aus dem Loch 23 des Halteelements 20 herausragen kann. Wie in den 2B und 2C erkennbar ist, kann die Achse 7 im Bereich 70 einen geringeren Durchmesser als im übrigen Verlauf der Achse 7 aufweisen, wobei der Durchmesser des Bereichs 70 an den Innendurchmesser des zylindrischen Lochs 23 angepasst und im Wesentlichen diesem gleich ist, so dass die Achse 7 eine Stufe aufweist, auf der das Halteelement 20 und damit die Kontaktanordnung 200 nach dem Einschieben der Achse 7 in das Loch 23 aufsitzt. Weiterhin können das Halteelement 20 und damit die Kontaktanordnung 200 im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand an der Achse 7 arretiert sein, beispielsweise wie gezeigt mittels eines Sprengrings 19 und/oder beispielsweise mittels einer Vernietung an der Achse 7. Im letzteren Fall kann die Achse 7 im Bereich über dem Sprengring 19, anstelle dessen auch eine Unterlegscheibe verwendet werden kann, verformt werden. Wie gezeigt kann das Halteelement 20 im oberen Bereich eine an das Loch 23 angrenzende Vertiefung 26 aufweisen, in die die Achse 7 ragt und in der der Sprengring 19 und/oder eine Vernietung angeordnet sein kann.
Die Kontaktbrücke 4 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechend der Ausbildung der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung auf einer Oberseite 41 zwei Kontaktbereiche 40 zur Kontaktierung der feststehenden Kontakte der Schaltvorrichtung auf. Wie in 2B erkennbar ist, können auf der der Oberseite 41 gegenüber liegenden Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 unterhalb der Kontaktbereiche 40 Vertiefungen vorhanden sein. Alternativ dazu kann die Unterseite 42 in diesen Bereichen auch eben ausgebildet sein.
Die Kontaktbrücke 4 ist auf dem Halteelement 20 aufgesteckt und an diesem, zumindest im in die Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung 200, am Halteelement 20 arretiert. Die Arretierung erfolgt wie im Folgenden beschrieben nach dem Aufstecken durch eine Verdrehung der Kontaktbrücke 4 um die Zylinderachse A des Lochs 23. Dass die Kontaktbrücke 4 in einem arretierten Zustand ist, bedeutet insbesondere, dass die Kontaktbrücke 4 in einer Richtung entlang der Zylinderachse A arretiert ist und damit nicht vom Halteelement 20 abgezogen werden kann. Im arretierten Zustand sind das Halteelement 20 und die Kontaktbrücke 4 somit nicht mehr trennbar, jedoch kann die Kontaktbrücke 4 entlang der Zylinderachse A des Lochs 23 des Halteelements 20 verschiebbar sein.
Das Halteelement 20 weist einen Aufsteckteil 21 auf, auf dem die Kontaktbrücke 4 aufgesteckt ist. Die Kontaktbrücke 4 weist hierzu ein Loch 43 auf, durch das der Aufsteckteil 21 nach dem Aufstecken ragt. Insbesondere wird beim Aufstecken der Kontaktbrücke 4 auf dem Halteelement 20 die Kontaktbrücke 4 mit dem Loch 43 auf den Aufsteckteil 21 geschoben beziehungsweise wird umgekehrt der Aufsteckteil 21 in das Loch 43 geschoben. Besonders bevorzugt weist das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 etwas größere Abmessungen als der Aufsteckteil 21 auf, sodass die Kontaktbrücke 4 verschiebbar und zumindest teilweise kippbar am Aufsteckteil 21 angeordnet ist.
Der Aufsteckteil 21 weist zumindest eine Haltenase 24 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Aufsteckteil 21 zwei Haltenasen 24 auf, die in einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse A an sich gegenüber liegenden Seiten des Aufsteckteils 21 angeordnet sind. Alternativ hierzu sind auch andere Anzahlen von Haltenasen möglich. Mittels der Haltenasen 24 wird die Arretierung der Kontaktbrücke 4 am Halteelement 20 in einer Richtung entlang der Zylinderachse A bewirkt. Im arretierten Zustand sind die Haltenasen 24 im Bereich der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 angeordnet. Insbesondere kann die Kontaktbrücke 4 im zusammengebauten Zustand der Kontaktanordnung 200 an den Haltenasen 24 anstoßen. Um ein Aufstecken der Kontaktbrücke 4 auf den Aufsteckteil 21 zu ermöglichen, weist das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 in der das Loch 43 umgebenden Lochwand 430 entsprechend der Anzahl und Position der Haltenasen 24 eine oder mehrere Einführnute 44 auf, die von der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 zur Unterseite 42 reichen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktbrücke 4 entsprechend in der Lochwand 430 zwei Einführnute 44 auf, die den Haltenasen 24 zugeordnet sind und deren Größen derart bemessen sind, dass die Haltenasen 24 durch die Einführnute 44 geschoben werden können. Beim Aufstecken wird die Kontaktbrücke 4 so zum Halteelement 20 ausgerichtet, dass der Aufsteckteil 21 mit den Haltenasen 24 durch das Loch 43 mit den Einführnuten 44 geschoben werden kann. Nach dem vollständigen Durchschieben der Haltenasen 24 wird die Kontaktbrücke 4 relativ zum Halteelement 20 um die Zylinderachse A des Lochs 23 des Halteelements 20 verdreht, so dass die Einführnute 44 und die Haltenasen 24 versetzt zueinander ausgerichtet sind.
Weiterhin weist die Kontaktbrücke 4 im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Lochwand 430 entsprechend der Anzahl und Position der Haltenasen 44 eine oder mehrere Haltenute 45 auf, die von der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 her in Richtung der Unterseite 42, aber nicht bis zu dieser hindurch reichen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktbrücke 4 entsprechend zwei Haltenute 45 auf. Beim Arretieren der Kontaktbrücke 4 wird diese soweit verdreht, dass die Haltenasen 24 in den Haltenuten 45 angeordnet werden können. Hierdurch kann ein Verdrehen der Kontaktbrücke 4 relativ zum Halteelement 20 verhindert werden. Die Haltenasen 24 können auf der der Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 zugewandten Seite gerade, abgerundet oder gewinkelt sein, um je nach gewünschter Ausbildung eine Kippbarkeit der Kontaktbrücke 4 zu fördern oder zu mindern. Durch eine geeignete Form der Haltenasen 24 kann die Beweglichkeit der Kontaktbrücke 4 somit geeignet gewählt werden, so dass die Kontaktbrücke 4 als eine Art Wippe fungieren kann. Durch die Kippbarkeit können Höhenunterschiede beim Schalten ausgeglichen werden.
An der den Haltenasen 24 gegenüber liegenden Seite weist das Halteelement 20 einen am Aufsteckteil 21 angrenzenden Sockelteil 22 auf, wobei das zylindrische Loch 23 des Halteelements 20 durch den Aufsteckteil 21 und den Sockelteil 22 reicht. Der Sockelteil 22 ist so ausgeformt, dass der Sockelteil 22 nicht durch das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 passt, so dass der Sockelteil 22 die Bewegungsfreiheit der Kontaktbrücke 4 in einer Richtung entlang der Zylinderachse A einschränkt. Wie insbesondere in 2D erkennbar ist, können der Aufsteckteil 21 und der Sockelteil 22 jeweils in Bezug auf ihre Außenflächen zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei der Sockelteil 22 einen größeren Durchmesser als der Aufsteckteil 21 aufweist.
Wie in den 2A bis 2C gezeigt ist, weist die Kontaktanordnung 200 weiterhin eine Kontaktfeder 17 auf, die an der Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 angeordnet ist. Insbesondere kann die Kontaktfeder 17 im arretierten Zustand der Kontaktbrücke 4 am Halteelement 20 in direktem Kontakt mit der Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 stehen, so dass die Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 ein Gegenlager für die Kontaktfeder 17 bildet. Weiterhin können das Halteelement 20 und insbesondere der Sockelteil 22 ein Gegenlager 25 für die Kontaktfeder 17 auf einer der Kontaktbrücke 4 abgewandten Seite der Kontaktfeder 17 aufweisen. Die Kontaktfeder 17 umgibt wie gezeigt einen Teil des Sockelteils 22.
Beim Zusammenbau der Kontaktanordnung 200 kann das Halteelement 20 zuerst mit der Achse 7 in der oben beschriebenen Weise verbunden werden. Anschließend können die Kontaktfeder 17 aufgesetzt und die Kontaktbrücke 4 in der oben beschriebenen Weise auf den Aufsteckteil 21 um einen Winkel von 90° zur endgültigen Einbauposition gedreht aufgeschoben und durch Verdrehung um einen Winkel von 90° arretiert werden.
Das Halteelement weist ein elektrisch isolierendes Material auf. Besonders bevorzugt ist das Halteelement aus einem oder mehreren elektrisch isolierenden Materialien gefertigt und somit als Ganzes elektrisch isolierend. Das oder die elektrisch isolierenden Materialien können ausgewählt sein aus Polymeren und Keramikmaterialien, beispielsweise ausgewählt aus Polyoxymethylen (POM), Polybutylenterephthalat (PBT), Glasfaser-gefülltem PBT und elektrisch isolierenden Metalloxiden wie etwa Al₂O₃. Durch die gezeigte Ausbildung des Halteelements 20 kann das Halteelement 20 die Kontaktbrücke 4 oder bevorzugt die Kontaktbrücke 4 und die Kontaktfeder 17 von der Achse 17 elektrisch isolieren. Dadurch kann die Kontaktbrücke 4 von den Komponenten des Magnetantriebs der Schaltvorrichtung, also insbesondere von den Komponenten des Magnetankers, elektrisch isoliert gelagert sein. Dadurch gibt es keinen leitenden Kontakt zwischen der Kontaktbrücke 4 und der Achse 7. Auch alle möglichen Wege eines Überschlags können mit langen Freistands- und Kriechstecken bedacht werden. Das Halteelement ermöglicht somit gleichzeitig eine Lagerung und Arretierung der Kontaktbrücke 4 sowie eine elektrische Isolation der Kontaktbrücke 4.
In 3 ist ein Ausschnitt einer Schaltvorrichtung 100 in einer der 2C entsprechenden Schnittdarstellung gezeigt, die wie die Schaltvorrichtung ausgebildet sein kann, die in Verbindung mit der 1 beschrieben ist, wobei im Unterschied zur 1 die Kontaktanordnung 200 gemäß dem vorherigen Ausführungsbeispiel eingebaut ist. Komponenten und Merkmale der Schaltvorrichtung, die in Verbindung mit der 3 nicht gezeigt und/oder beschrieben sind, können wie in Verbindung mit der 1 beschrieben ausgebildet sein.
Das Gegenlager 25 des Sockelteils des Halteelements 20 kann wie gezeigt zusätzlich durch die beidseitige längliche Ausbildung eine Abstützung an der Schaltkammer 11 ermöglichen und somit eine Verdrehsicherung der Kontaktanordnung 200 in der Schaltvorrichtung 100 gewährleisten, da auch kleine Verdrehungen nicht mehr möglich sind. Somit kann durch die gezeigte Form des Sockelteils des Halteelements 20 eine Führung der gesamten Kontaktanordnung 200 während der Auf- und Abwärtsbewegung bei den Schaltvorgängen ermöglicht werden.
In den 4A und 4B sind schematische Darstellungen von Ausschnitten von Kontaktbrücken 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen jeweils in einer Aufsicht auf die Oberseite 41 gezeigt. Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 2A bis 2E, bei dem die Einführnute 44 und die Haltenute 45 um einen Winkel von 90° zueinander versetzt am Loch 43 der Kontaktbrücke 4 angeordnet sind, kann, wie in 4A gezeigt ist, auch ein anderer Winkel möglich sein. Rein beispielhaft ist ein Winkel von 45° gezeigt. Wie in 4B gezeigt ist, kann es auch möglich sein, dass keine Haltenute vorhanden sind und sich die Haltenasen des Halteelements an der ebenen Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 abstützen.
In 5 ist eine Kontaktanordnung 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Halteelement 20 und damit die Kontaktanordnung 200 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 2A bis 2E auf der Achse 7 aufschraubbar ist. Hierzu weist das Halteelement 20 im Loch 23 ein Gewinde 27 auf. Die Schaltvorrichtung, in die die Kontaktanordnung 200 eingebaut wird, weist eine Achse 7 auf, die in 5 ebenfalls gezeigt ist und die im Bereich 70 ein entsprechendes Gewinde 71 aufweist, auf dem das Halteelement 20 aufgeschraubt wird. Zusätzlich kann das Halteelement 20 beim Einbau in die Schaltvorrichtung wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 2A bis 2E beschrieben an der Achse 7 arretiert werden, beispielsweise mittels eines Sprengrings, einer Vernietung oder aufgrund des Gewindes 71 mittels einer Kontermutter.
In Verbindung mit den 6A bis 6D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Kontaktanordnung 200 für eine Schaltvorrichtung gezeigt, wobei die Kontaktanordnung 200 bis auf die im Folgenden beschriebenen Merkmale gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen ausgebildet sein kann. Die 6A und 6D zeigen schematische Schnittdarstellungen der Kontaktanordnung 200 entlang der in der schematischen dreidimensionalen Ansicht der 6B angedeuteten Schnittebene BB, wobei in der 6D ein Magnetfeld und eine daraus resultierende Kraftwirkung bei einem Stromfluss durch die Kontaktbrücke 4 angedeutet sind. In 6C ist eine weitere schematische dreidimensionale Ansicht aus einem anderen Blickwinkel gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf die 6A bis 6D.
Wie in vorherigen Ausführungsbeispielen ist in den 6A bis 6D zusätzlich noch die Achse 7 der Schaltvorrichtung gezeigt, um die Anordnung der Kontaktanordnung 200 an der Achse 7 und damit in der Schaltvorrichtung zu verdeutlichen. Der Übersichtlichkeit halber ist die Kontaktfeder in den 6A bis 6D nicht gezeigt.
Das Halteelement 20 weist wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen ein zylindrisches Loch 23 mit einer Zylinderachse A auf, das dazu vorgesehen und eingerichtet ist, dass das Halteelement 20 auf der Achse 7 anordenbar ist und, insbesondere im in der Schaltvorrichtung eingebauten Zustand der Kontaktanordnung, an der Achse 7 angeordnet ist. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist das Loch 23 im Ausführungsbeispiel der 6A bis 6D rein beispielhaft als Sackloch ausgebildet. Wie in den 6A und 6D erkennbar ist, weist die Achse 7 Verankerungselemente in Form einer Rille beziehungsweise in Form von Vorsprüngen im Bereich 70 auf, die mit dem Material des Halteelements 20 gefüllt beziehungsweise umformt sind. Dadurch kann eine Fixierung des Halteelements 20 an der Achse 7 erreicht werden.
Die Kontaktbrücke 4 weist wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen entsprechend der Ausbildung der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung auf einer Oberseite 41 Kontaktbereiche zur Kontaktierung der feststehenden Kontakte der Schaltvorrichtung auf.
Die Arretierung der Kontaktbrücke 4 auf dem Halteelement 20 kann wie vorab beschrieben nach dem Aufstecken auf den Aufsteckteil 21 durch eine Verdrehung der Kontaktbrücke 4 um die Zylinderachse A des Lochs 23 erfolgen. Der Aufsteckteil 21 weist rein beispielhaft wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen zwei Haltenasen 24 auf, die in einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse A an sich gegenüber liegenden Seiten des Aufsteckteils 21 angeordnet sind. Das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 weist in der das Loch 43 umgebenden Lochwand entsprechend der Anzahl und Position der Haltenasen 24 Einführnute auf, die von der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 zur Unterseite 42 reichen. Weiterhin weist die Kontaktbrücke 4 in der Lochwand entsprechend der Anzahl und Position der Haltenasen 44 Haltenute 45 auf, die von der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 her in Richtung der Unterseite 42, aber nicht bis zu dieser hindurch reichen. Der Aufstecksteil 21 weist im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen abgeflachte Seitenflächen auf, wodurch zusammen mit einer geeigneten Ausbildung der Kontaktbrücke 4 und des im Folgenden beschriebenen unteren Jochelements 60 eine Führung und Verdrehsicherung ermöglicht werden kann.
Im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen weist die Kontaktanordnung 200 ein oberes Jochelement 50 und ein unteres Jochelement 60 auf. Das obere Jochelement 50 ist zumindest teilweise an der Oberseite 41 der Kontaktbrücke 4 angeordnet, während das untere Jochelement 60 zumindest teilweise an der Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 angeordnet ist. Entsprechend ist ein Teil der Kontaktbrücke 4 zwischen dem oberen Jochelement 50 und dem unteren Jochelement 60 angeordnet. Das obere Jochelement 50 und das untere Jochelement 60 weisen jeweils Eisen, insbesondere Reineisen, auf oder sind daraus.
Das obere Jochelement 50 ist zumindest teilweise vom Halteelement 20 umformt. Wie in 6A zu erkennen ist, ist ein Teil des oberen Jochelements 50 von einem Teil des Materials des Halteelements 20, insbesondere von einem Teil des Aufsteckteils 21, umgeben. Das obere Jochelement 50 wird beispielsweise bei der Herstellung des Halteelements 20 in das durch einen vorab beschriebenen Kunststoff gebildete Material des Halteelements 20 eingegossen. Wie in der Schnittdarstellung der 6A weiterhin zu erkennen ist, reicht das obere Jochelement 50 durch den Aufsteckteil 21 hindurch von einer der Haltenasen 24 zur anderen der Haltenasen 24. Dadurch ist das obere Jochelement 50 im Halteelement 20 fixiert und damit dauerhaft angeordnet. Das obere Jochelement 50 ist auf einer der Kontaktbrücke 4 zugewandten Seite der Haltenasen 24, also an einer Unterseite der Haltenasen 24, angeordnet, so dass die Kontaktbrücke 4 in einer Richtung entlang der Achse 7 am oberen Jochelement 50 anliegen kann. Das obere Jochelement 50 kann im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise quaderförmig ausgebildet sein.
Das untere Jochelement 60 ist teilweise auf der Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 angeordnet. Insbesondere ist das untere Jochelement 60 mit einer Oberseite 61 in unmittelbarem Kontakt zur Unterseite 42 der Kontaktbrücke 4 an dieser angeordnet. Weiterhin ist ein Teil des unteren Jochelements 60 in zumindest einem Teil des Lochs 43 der Kontaktbrücke 4 angeordnet. Insbesondere steht ein Teil des unteren Jochelements 60 in unmittelbarem Kontakt mit der Lochwand des Loches 43 der Kontaktbrücke 4. Besonders bevorzugt wird das untere Jochelement 60 zumindest teilweise in das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 bei der Herstellung eingepresst und dadurch an der Kontaktbrücke 4 fixiert. Das untere Jochelement 60 weist somit einen scheibenförmigen Teil an der Unterseite 43 der Kontaktbrücke 4 auf, von dem aus ein zumindest teilweise zylinderförmiger Teil in das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 hinein ragt. Im in 6A gezeigten Querschnitt erscheint die dadurch gebildete Form des unteren Jochelements 60 beidseitig des Halteelements 20 als L-förmig.
Zur Anordnung der Kontaktbrücke 4 mit dem unteren Jochelement 60 auf dem Aufsteckteil 21 des Halteelements 20 weist das untere Jochelement 60 eine Öffnung 63 auf, durch die der Aufsteckteil 21 des Halteelements 20 ragt. Die für das Loch 43 der Kontaktbrücke 4 beschriebenen Merkmale können auch für die Öffnung 63 des unteren Jochelements 60 gelten. Wie gezeigt ist die Öffnung 63 des unteren Jochelements 60 zumindest teilweise im Loch 43 der Kontaktbrücke 4 angeordnet. Weiterhin kann das untere Jochelement 60 wie vorab für die Kontaktbrücke 4 beschrieben Einführnute für die Haltenasen 24 des Halteelements 20 aufweisen. Weiterhin kann das untere Jochelement 60 in einer Öffnungswand, also einer Wand der Öffnung 63, Haltenute aufweisen, die von der Oberseite 61 des unteren Jochelements 60 in Richtung der Unterseite 62 des unteren Jochelements 60 reichen und die Merkmale aufweisen können, die in Verbindung mit den Haltenuten der Kontaktbrücke 4 beschrieben sind.
Die in den 6A bis 6D nicht gezeigte Kontaktfeder ist an der Unterseite 62 des unteren Jochelements 60 angeordnet. Insbesondere kann die Kontaktfeder im arretierten Zustand der Kontaktbrücke 4 zusammen mit dem unteren Jochelement 60 am Halteelement 20 in direktem Kontakt mit der Unterseite 62 des unteren Jochelements 60 stehen, so dass die Unterseite 62 des unteren Jochelements 60 ein Gegenlager für die Kontaktfeder bildet.
Wie gezeigt ist die Kontaktbrücke 4 zwischen den Jochelementen 50, 60 eingeklemmt, die eine Art Klammer bilden, in der die Kontaktbrücke 4 gelagert ist. Die Jochelemente 50, 60 dienen dazu, die entstehenden Magnetfelder in der stromdurchflossenen Kontaktbrücke aufzufangen, wie in 6D angedeutet ist. Im Vergleich zur 6A, in der die Kontaktanordnung 200 während eines nicht-durchschaltenden Zustands der zugehörigen Schaltvorrichtung gezeigt ist, in dem die Kontaktbrücke 4 und ein Teil der Oberseite 61 des unteren Jochelements 60 an der Unterseite 52 des oberen Jochelements 50 anliegen, ist die Kontaktanordnung 200 in der 6D während des durchschaltenden Zustands der zugehörigen Schaltvorrichtung gezeigt. In diesem Zustand kann sich aufgrund des vorab beschriebenen Überhubs ein Spalt S zwischen dem oberen und unteren Jochelement 50, 60 bilden.
Bei einem angedeuteten in die Bildebene fließenden Strom I durch die Kontaktbrücke 4 entsteht das durch die Pfeile angedeutete Magnetfeld B. Durch dieses werden die Jochelemente 50, 60 magnetisiert, wodurch zwischen diesen eine Anziehungskraft, angedeutet durch die Pfeile F, entsteht. Die Kontaktbrücke 4 würde in der gezeigten Situation also nach oben und somit gegen die nicht gezeigten feststehenden Kontakte der Schaltvorrichtung gedrückt. Die wirkende Anziehungskraft F ist umso stärker, umso höher der Strom I ist, der durch die Kontaktbrücke 4 fließt. Die Anziehungskraft F kann somit durch Nutzung der entstehenden Magnetfelder in der Kontaktbrücke und den Jochelementen Levitationseffekten entgegenwirken.
Die Verwendung des oberen und unteren Jochelements ermöglicht nicht nur die Nutzung der entstehenden Lorentz-Kräfte zur Erzeugung einer Kraft auf die Kontaktbrücke in Richtung der feststehenden Kontakte. Aufgrund der Anordnung des oberen Jochelements an der Unterseite der Haltenasen des Halteelements kann zusätzlich, im Hinblick auf eine mechanische Belastung hervorgerufen durch die Schaltvorgänge, die Lebensdauer der Kontaktanordnung und damit einer Schaltvorrichtung mit einer solchen Kontaktanordnung erhöht werden.
Somit ermöglicht der Einsatz der Jochelemente zusätzlich zu den anderen beschriebenen Elementen der Kontaktanordnung eine Erhöhung der Kurzschlussstromfestigkeit sowie eine Erhöhung der mechanischen Stabilität für eine Verlängerung der Lebensdauer der Kontaktanordnung. Dadurch, dass das untere Jochelement nicht nur im Loch der Kontaktbrücke sondern auch an der Unterseite dieser angeordnet ist und dadurch eine vergrößerte Fläche aufweist, können ein höheres Magnetfeld aufgebaut und eine dadurch eine größere Kraft erzeugt werden. Die beschriebenen Effekte sind mit wenigen zusätzlichen Einzelteilen erreichbar und damit kostengünstig herstellbar.
In den 7A bis 7D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kontaktanordnung 200 gezeigt, die eine Modifikation des vorherigen Ausführungsbeispiels darstellt. Daher sind im Folgenden im Wesentlichen die Unterschiede zum vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben. In 7A ist eine der 6A entsprechende Schnittdarstellung gezeigt, während in 7B eine schematische dreidimensionale Darstellung gezeigt ist. In 7B ist außerdem die Kontaktfeder 17 gezeigt, die in 7A der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist. In 7C ist eine dreidimensionale durchgeschnittene Ansicht der Kontaktbrücke 4 mit dem unteren Jochelement 60 gezeigt, während in 7D eine dreidimensionale Ansicht des Halteelements 20 mit dem oberen Jochelement 50 gezeigt ist.
Wie im vorherigen Beispiel weist das Halteelement 20 zwei Haltenasen 24 auf, an deren Unterseite das obere Jochelement 50 durch den Aufsteckteil 21 hindurchragend angeordnet ist. Entsprechend weist das untere Jochelement 60 zwei Einführnute 64 auf, die wie die Einführnute 44 der Kontaktbrücke 4 den Haltenasen 24 zugeordnet sind. Weiterhin weist das untere Jochelement 60 in der Öffnungswand der Öffnung 63 entsprechend den Haltenuten 45 der Kontaktbrücke 4 den Haltenasen 24 zugeordnete Haltenute 65 auf. Wie insbesondere in 7C zu erkennen ist, sind jeweils eine Haltenut 45 der Kontaktbrücke 4 und eine Haltenut 65 des unteren Jochelements 60 unmittelbar aneinander anschließend angeordnet. Dadurch bilden jede der Haltenute 45 der Kontaktbrücke 4 mit einer der Haltenute 65 des unteren Jochelements 60 eine durch entsprechende Auflageflächen 46, 66 gemeinsam gebildete Auflagefläche für das obere Jochelement 50, das mit seiner Unterseite 52 auf den Auflageflächen aufliegen kann.
Die Kontaktbrücke 4 und das untere Jochelement 60 können wie gezeigt keilförmige Auflageflächen 46, 66 aufweisen, also Auflageflächen mit einer V-Form, auf denen das obere Jochelement 50 in einem arretierten Zustand der Kontaktbrücke 4 am Halteelement 20 mit einer entsprechenden an der Unterseite 52 ausgebildeten negativen keilförmigen Auflagefläche aufliegen kann. Alternativ sind auch beispielsweise gerade oder gerundete Auflageflächen möglich. Durch die gezeigte Keilform kann beispielsweise im Vergleich zu einer geraden und damit ebenen Auflagefläche eine Verringerung des Abstands zwischen dem oberen Jochelement 50 und dem unteren Jochelement 60 beim vorab beschriebenen durch den Überhub entstehenden Spalt erreicht werden.
Die in den in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Schutzansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Schutzansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2, 3: feststehender Kontakt
4: Kontaktbrücke
5: Magnetanker
6: magnetischer Kern
7: Achse
8: Spule
9: Joch
10: Feder
11: Schaltkammer
12: Schaltkammerwand
13: Schaltkammerboden
14: Gas
16: gasdichter Bereich
17: Kontaktfeder
18: Federlager
19: Fixierungselement
20: Halteelement
21: Aufsteckteil
22: Sockelteil
23: Loch
24: Haltenase
25: Gegenlager
26: Vertiefung
27: Gewinde
40: Kontaktbereich
41: Oberseite
42: Unterseite
43: Loch
44: Einführnut
45: Haltenut
46: Auflagefläche
50: oberes Jochelement
52: Unterseite
60: unteres Jochelement
61: Oberseite
62: Unterseite
63: Öffnung
64: Einführnut
65: Haltenut
66: Auflagefläche
70: Bereich
71: Gewinde
100: Schaltvorrichtung
200: Kontaktanordnung
430: Lochwand
A: Zylinderachse
B: Magnetfeld
F: Kraft
I: Strom
S: Spalt

Claims

Kontaktanordnung (200) für eine Schaltvorrichtung, aufweisend: - ein Halteelement (20) mit einem zylindrischen Loch (23) mit einer Zylinderachse (A) zum Anordnen des Halteelements auf einer Achse und - eine auf das Halteelement aufgesteckte Kontaktbrücke (4) mit einer Oberseite (41) mit zumindest einem Kontaktbereich (40) und einer der Oberseite gegenüber liegenden Unterseite (42), wobei die Kontaktbrücke ein Loch (43) aufweist, durch das ein Aufsteckteil (21) des Halteelements ragt, wobei das Halteelement an der Oberseite der Kontaktbrücke ein oberes Jochelement (50) aufweist und wobei die Kontaktbrücke auf der Unterseite und/oder im Loch ein unteres Jochelement (60) aufweist.
Kontaktanordnung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der Kontaktbrücke zwischen dem oberen Jochelement und dem unteren Jochelement angeordnet ist.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das obere Jochelement teilweise vom Halteelement umformt ist.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das untere Jochelement zumindest teilweise in das Loch der Kontaktbrücke eingepresst ist.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das untere Jochelement eine Öffnung (63) aufweist, durch die der Aufsteckteil des Halteelements ragt.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aufsteckteil zumindest eine Haltenase (24) aufweist, durch die die Kontaktbrücke am Halteelement arretierbar ist und die im arretierten Zustand im Bereich der Oberseite der Kontaktbrücke angeordnet ist, und wobei das obere Jochelement auf einer der Kontaktbrücke zugewandten Seite der zumindest einen Haltenase angeordnet ist.
Kontaktanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Aufsteckteil zwei Haltenasen aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse an sich gegenüber liegenden Seiten des Aufsteckteils angeordnet sind, und wobei das obere Jochelement durch den Aufsteckteil hindurch von einer der Haltenasen zur anderen der Haltenasen reicht.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Loch der Kontaktbrücke in einer Lochwand (430) den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Einführnute (44) aufweist.
Kontaktanordnung nach Anspruch 6 oder 7 unter Rückbezug auf Anspruch 5, wobei die Öffnung des unteren Jochelements in einer Öffnungswand den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Einführnute (64) aufweist.
Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Kontaktbrücke in der Lochwand den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Haltenute (45) aufweist und/oder wobei das untere Jochelement in der Öffnungswand den zumindest zwei Haltenasen zugeordnete Haltenute (65) aufweist.
Kontaktanordnung nach Anspruch 10, wobei jeweils eine Haltenut der Kontaktbrücke und eine Haltenut des unteren Jochelements unmittelbar aneinander anschließen.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktbrücke und/oder das untere Jochelement eine gerade, gerundete oder keilförmige Auflagefläche (46, 66) aufweisen, auf denen das obere Jochelement in einem arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement mit einer entsprechenden Auflagefläche aufliegen kann.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das untere Jochelement und das obere Jochelement Eisen, insbesondere Reineisen, aufweisen oder daraus sind.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Kontaktfeder (17), die an einer dem oberen Jochelement abgewandten Unterseite (62) des unteren Jochelements angeordnet ist.
Kontaktanordnung nach Anspruch 14, wobei das Halteelement einen am Aufsteckteil angrenzenden Sockelteil (22) aufweist und die Kontaktfeder zumindest einen Teil des Sockelteils umgibt.
Kontaktanordnung nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktfeder im arretierten Zustand der Kontaktbrücke am Halteelement in direktem Kontakt mit der Unterseite des unteren Jochelements steht und die Unterseite des unteren Jochelements ein Gegenlager für die Kontaktfeder bildet.
Kontaktanordnung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Halteelement ein Gegenlager (25) für die Kontaktfeder auf einer der Kontaktbrücke abgewandten Seite der Kontaktfeder aufweist.
Kontaktanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktbrücke am Halteelement durch eine Verdrehung um die Zylinderachse in einen arretierten Zustand in einer Richtung entlang der Zylinderachse versetzbar ist.
Schaltvorrichtung (100), aufweisend zumindest einen feststehenden Kontakt (2, 3) und eine Kontaktanordnung (200) gemäß einem der vorherigen Ansprüche in einer Schaltkammer (11), wobei die Kontaktanordnung (200) mittels eines Magnetankers (5) mit einer Achse (7) bewegbar ist, die Achse (7) im zylindrischen Loch (23) des Halteelements (20) angeordnet ist.