DE2525082A1

DE2525082A1 - Elektrischer schalter mit lichtbogenkontaktstueck

Info

Publication number: DE2525082A1
Application number: DE19752525082
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hazemeijer BV
Current assignee: Hazemeijer BV
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1975-12-18
Also published as: FR2274130A1; DE2525082C3; FR2274130B1; IT1036189B; DE2525082B2; DK143671B; NL154039B; DK256275A; AU8170575A; GB1499526A; ES438310A1; DK143671C; NL7407686A

Description

9658-75 HAZEMEIJER B.V., Hengelo, Holland

Elektrischer Schalter mit Lichtbogenkontaktstück

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit Hauptkontaktstücken, nämlich einem ruhenden und einem beweglichen Kontaktstück, und mit einem Lichtbogenkontaktstück. Das Lichtbogenkontaktstück ist entweder am ruhenden Kontaktstück oder am be- :weglichen Kontaktstück befestigt und löst sich, wenn das bewegliche Kontaktstück vom ruhenden Kontaktstück getrennt wird, vom zu- !sammenwirkenden Kontaktstück später als dasjenige Kontaktstück, an dem das Lichtbogenkontaktstück befestigt ist, so daß es die Stromunterbrechung bewirkt.

Bekanntlich entsteht beim Öffnen eines elektrischen Schalters zwischen dem beweglichen Kontaktstück und dem ruhenden Kontaktstück ein elektrischer Lichtbogen, der, wenn es sich nicht um Schalter mit sehr kleinem Stromunterbrechungsvermögen handelt, zu einem Abbrand an einem oder beiden Kontaktstücken führt, wodurch | deren Oberflächen sich verschlechtern. Um dies zu vermeiden, wer-

den bei großen Schaltgeräten getrennte Lichtbogenkontaktstücke ' verwendet, die später öffnen als die Hauptkontaktstücke. Auf diese

Weise wird während des Abschaltvorgangs der Abschalt-Lichtbogen i

von den Hauptkontaktstücken auf das Lichtbogenkontaktstück über- !

tragen, das jedoch bei geschlossenem Schalter nicht oder kaum in \

die Stromleitung einbezogen ist, so daß die Güte des Lichtbogen- j kontaktstücks den Übergangswiderstand oder Kontaktwiderstand zwi-

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sehen den Hauptkontaktstücken nicht bestimmt.

Bei Schaltern, bei denen die beweglichen Kontaktstücke beim Ein- und Abschalten eine reziprokierende Bewegung ausführen, folgt logischerweise, daß während des Schließvorgangs die Liohtbogenkontaktstücke früher schließen als die Hauptkontaktstücke. Aus diesem Grund dauert der Einschaltvorgang des Schalters bis zum vollständigen Erreichen des Einschaltzustands langer, was sich beim Einschalten auf einen Kurzschluß als nachteilig erweist, da dann im vollständigen Einsehaltzustand des Schalters der hindurchtretende Kurzschlußstrom höher ist. Handelt es sich beim Schalter um einen mit einem Doppelschaltmesser, bei dem sich die Kontaktkraft, also die Kraft, mit der die Kontaktstücke gegeneinander gepreßt werden, mit höherem hindurchfließendem Strom erhöht, so ist es möglich, daß beim Einschalten die Kontaktstücke den vollständigen Einschaltzustand nicht erreichen können, da die Kontaktkraft aufgrund des Klemmeffekts des Doppelschaltmessers bei Kurzschlußströmen so hoch wird, daß sie vom Schaltmechanismus nicht mehr überwunden werden kann. Der vollständige Einsehaltzustand kann dann nur durch eine wesentliche Erhöhung der Einschaltleistung erreicht werden. Der vollständige Einschaltzustand ist notwendig, um zu verhindern, daß der Übergangswiderstand zwischen den Hauptkontaktstücken zu hoch wird, wodurch dann die Kontaktstücke mit hindurchtretenden Kurzschlußströmen zusammenschweißen würden.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden, indem dafür gesorgt wird, daß das Lichtbogenkontaktstück während des Einschal tvorgangs das zusammenwirkende Kontaktstück gleichzeitig oder später berührt, als sich die Hauptkontaktstücke berühren.

Der erfindungsgemäße Schalter ist, ausgehend von einem Sehalter j der eingangs genannten Art, gekennzeichnet durch eine Nockeneinrichtung, die nur wirksam ist, wenn das bewegliche Kontaktstück und das ruhende Kontaktstück geschlossen werden, und die verhindert, daß das Lichtbogenkontaktstück am zusammenwirkenden Kontaktstück früher angreift als das Kontaktstück, an dem das Lichtbogen-

kontaktstüok angebracht ist. . I

Eine erste Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeich-¹

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net, daß das Lichtbogenkontaktstück elastisch mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden ist und einen in Querrichtung abstehenden Nocken aufweist und das ruhende Kontaktstück mit einem mechanischen Führungsstück ausgestattet ist, das mit dem ruhenden Kontaktstück elastisch verbunden ist und mit dem Nocken des Lichtbogenkontaktstücks zusammenwirkt, wenn das bewegliche Kontaktstück und das ruhende Kontaktstück geschlossen werden, wobei das Führungsstück den Nocken des Lichtbogenkontaktstücks beiseitedrängt und das Lichtbogenkontaktstück das ruhende Kontaktstück nicht berühren kann, woraufhin das bewegliehe Kontaktstück am ruhenden Kontaktstück angreift und anschließend der Nocken hinter dem Führungsstück zurückschnappt mit der Folge, daß das Lichtbogenkontaktstück ebenfalls am ruhenden Kontaktstück angreift, während bei der Trennung des beweglichen Kontaktstücks vom ruhenden Kontaktstück der Nocken unterhalb des FührungsStücks hindurchtreten kann, so daß das Lichtbogenkontaktstück in Berührung mit dem ruhenden Kontaktstück bleibt und sich von diesem in üblicher Weise nach dem beweglichen Kontaktstück löst, wobei der Nocken und/oder das Führungsstück aus Isolierstoff bestehen.

Das Führungsstück hat vorzugsweise in Richtung der Bewegung des beweglichen Kontaktstücks einen angenähert dreieckigen Querschnitt, von dem eine der Dreieckseiten beim Schließen des Schalters den Nocken des Liehtbogenkontaktstücks nach außen schiebt und eine benachbarte Seite des Dreiecks beim Öffnen des Schalters mit dem Nocken so zusammenwirkt, daß das Führungsstück nach außen gescho-'ben wird.

Eine zweite Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenkontaktstück elastisch mit dem ruhenden Kontaktstück verbunden ist und mit einem isolierenden Nocken ver- ! sehen ist, der drehbar montiert ist und mit Hilfe einer Windungsioder Torsionsfeder in eine Lage gedrängt ist, in der der Nocken in der Richtung auf das bewegliche Kontaktstück zu über das Lichtbo-

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genkontaktstück hinaussteht, so daß beim Schließen des beweglichen; ι und des ruhenden Kontaktstücks das Lichtbogenkontaktstück vom be- ' ίweglichen Kontaktstück mit Hilfe des Nockens entfernt gehalten j wird und am beweglichen Kontaktstück so lang nicht angreift, bis

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der Schließvorgang des ruhenden Kontaktstücks und des beweglichen Kontaktstücks abgeschlossen ist, während beim Trennen des beweglichen Kontaktstücks vom ruhenden Kontaktstück das Lichtbogenkontak1>· stück in Berührung mit dem beweglichen Kontaktstück bleibt und sich vom beweglichen Kontaktstück in üblicher Weise nach dem ruhenden '■ Kontaktstück löst. '

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie- _; len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:'

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht eines Schalters mit einem Doppelschaltmesser und mit einem Lichtbogenkontaktstück gemäß einer ersten Ausführungsform; '

Pig. 2 eine Seitenansicht des Schalters nach Fig. 1, gemäß der Figur von rechts gesehen;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. 1 in ei- ' ner Ebene III-III in Fig. 1; \

Fig. 4a, 4b und 4c Querschnitte entsprechend Fig. 3 unter Darstellung des Zustande während des Schließvorgangs, im vollkommen geschlossenen Zustand bzw. während des Öffnens des Schalters nach den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Schalters mit einem Lichtbogen- ; kontaktstück gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 einen Querschnitt in einer Ebene VI-VI in Fig. 5; '

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Fig. 7a, 7b, 7c und 7d Querschnitte entsprechend Fig. 6 des Schalters während des Einschaltens (7a, 7b), des vollkommen einge-

schalteten Zustande (7c) und des Abschaltens (7d).

Ein Schalter gemäß Fig. 1, 2 und 3 weist ein ruhendes Kontaktstück 1 in Form eines Schaltmessers und ein bewegliches Kontaktstück 2, 3 in Form eines Doppelschaltmessers auf, dessen beide jSchaltmesser elastisch miteinander gekoppelt sind. Das ruhende !Kontaktstück 1 weist zwei Führungsstücke 4, 5 auf, die durch eine Blattfeder 6 gekoppelt sind und mit dem ruhenden Kontaktstück 1 !durch eine Schraube 7 verbunden sind. Die Blattfeder 6 und die Führungsstücke 4, 5 können aus Kunstharz bestehen. Durch die Ver-

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wendung der Blattfeder 6 können die Pührungsstücke 4, 5 elastisch aus der Stellung nach Fig. 3 in eine in Fig. 4c dargestellte Stellung bewegt werden.

Das bewegliche Doppelschaltmesser-Kontaktstück 2, 3 weist zwei Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 auf, die jeweils einem der beiden Schaltmesser zugeordnet sind und am beweglichen Kontaktstück 2, 3 durch Blattfedern 10, 11 befestigt sind, so daß sie sich aus der Stellung nach Fig. 2 elastisch nach außen bewegen können. Die Blattfedern 10, 11 sind zwischen einerseits die Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 und andererseits streifenförmige Bauteile 12, 13 eingeklemmt, die mit sich in Querrichtung erstreckenden Nocken 14, 15 versehen sind. Die streifenförmigen Bauteile 12, 13, die Blattfedern 10, 11 und die Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 sind miteinander durch Schrauben 16, 17 bzw. 18, 19 verbunden.

Beim Schließen des Schalters nach den Fig. 1, 2 und 3 geschieht folgendes:

Bei der Bewegung des beweglichen Doppelschaltmesser-Kontaktstücks 2, 3 auf das ruhende Kontaktstück 1 zu (Pig. 4a) greifen zunächst die sich in Querrichtung erstreckenden Nocken 14, 15 an den Führungsstücken 4, 5 an und werden von diesen bei der weiteren Verschiebung des beweglichen Kontaktstücks 2, 3 nach außen gedrückt, wodurch die Blattfedern 10,11 zusammen mit den hiermit verbundenen Lichtbogenkontaktstücken 8, 9 nach außen gedrückt werden, so daß die Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 nicht am ruhenden Kontaktstück 1 angreifen können. Der erste elektrische Kontakt wird nun zwischen dem ruhenden Kontaktstück 1 und dem beweglichen Kontaktstück 2, 3 hergestellt und bei noch weiter fortgesetzter Bewegung des beweglichen Kontaktstücks 2, 3 fallen die quererstreckten Nocken 14, 15 an der Rückseite der Pührungsstücke 4, 5 ab, wodurch sich die Blattfedern 10, 11 entspannen und auch die Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 am ruhenden Kontaktstück 1 angreifen (Fig. 4b).

Wird der Schalter geöffnet (Fig. 4c), so wird das bewegliche Kontaktstück 2, 3 in Richtung eines Pfeils vom ruhenden Kontaktstück 1 zurückgezogen und die quererstreckten Nocken 14, 15 geraten unter die Pührungsstücke 4, 5,. so daß die Nocken 14, 15 die

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Führungsstücke 4, 5 nach außen drücken und selbst zusammengedrückt bleiben und die Lichtbogenkontaktstücke 8, 9 sich nicht vj m ruhenden Kontaktstück 1 lösen können. Es wird also zunächst der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktstücken 2, 3 und dem Kontaktstück 1 unterbrochen und die tatsächliche Stromunterbrechung dann einerseits von den Lichtbogenkontaktstücken 8, 9 und andererseits vom ruhenden Schaltmesser-Kontaktstück 1 durchgeführt. In Fig. 3 ist dargestellt, daß die Nocken 14, 15 während des Einschaltens über Flächen 4', 5' der Führungsstücke 4, 5 gleiten und beim Abschalten an Flächen 4" bzw 5" entlanggleiten. Die Führungsstücke 4, 5 haben einen dreieckigen Querschnitt.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 5 und 6 weist ein ruhendes Kontaktstück 20 in Form eines Schaltmessers an seinen beiden Seiten zwei Lichtbogenkontaktstücke 21, 22 auf, die in Ausnehmungen 23, 24 des ruhenden Kontaktstücks 20 verschwenkbar gehaltert sind und auf das ruhende Kontaktstück 20 zu durch eine Kontaktkraft-Feder 25 gedrückt sind. An den Enden der Lichtbogenkontaktstücke 21, 22 befinden sich isolierende drehbare Nocken 26, 27, die in eine in Fig. 6 dargestellte Stellung mit Hilfe einer Windungs- oder Torsionsfeder 28 bzw. 29 gedrückt sind. Ein bewegliches Koiiaktstück 30, 31 besteht wiederum aus einem Doppelschaltmesser, dessen einzelne Messer mit Hilfe weiterer, nicht eingezeichneter Federn gegeneinaiü er gedrückt sind.

Beim Schließen des Schalters wird das bewegliche Kontaktstück 30, 31 auf das ruhende Kontaktstück 20 zubewegt (Fig. 7a) und zuerst greift das bewegliche Kontaktstück 30 an einem vorstehenden Teil 32 des isolierenden, federvorgespannten Nockens 26 an. Anschließend wird der elektrische Kontakt zwischen dem beweglichen Kontaktstück 30, 31 und dem ruhenden Kontaktstück 20 hergestellt (Fig. 7b). Während der Schließbewegung wird das Lichtbogenkontaktstück 21 vom beweglichen Kontaktstück 30 mit Hilfe des vorstehenden Teils 32 des Nockens 26 abgehalten, da die vom beweglichen Kontaktstück 30 auf den vorsteheöen Teil 32 des Nockens 26 ausgeübte Kraft zusammen mit der Vorspannkraft der Torsionsfeder 28 die Kraft übertrifft, die von der Kontaktkraft-Feder 25 in Richtungauf das ruhende Kontaktstück 20 ausgeübt wird.

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Nachdem das bewegliche Kontaktstück 30, 31 vollständig auf das ruhende Kontaktstück 20 aufgeschoben worden ist (Fig. 7c), und die Schließbewegung beendet ist, entfällt die vom beweglichen Kontaktstück 30 auf den Nocken 26 ausgeübte Kraft und die Kontaktkraft-Peder 25 überwindt die Vorspannkraft der Torsionsfeder 28, wodurch das Lichtbogenkontaktstück 21 gegen das feststehende Kontaktstück 20 zu verschoben wird und ein elektrischer Kontakt auch zwischen dem Lichtbogenkontaktstück 21 und dem beweglichen Schaltmesser-Kontaktstück 30 hergestellt wird.

Um den Schalter zu öffnen, wird das bewegliche Doppelschaltmesser-Kontaktstück 30, 31 vom ruhendsi Kontaktstück 20 abgezogen (Pig. 7d). Während der Ausschaltbewegung wird zuerst das bewegliche Kontaktstück 30, 31 vom ruhenden Kontaktstück 20 getrennt und im letzten Moment der elektrische Kontakt zwischen dem beweglichen Kontaktstück 30, 31 und den Lichtbogenkontaktstücken 21, 22 unterbrochen, wobei die Nocken 26, 27 unter dem Einfluß der Torsionsfeder 28, 29 in die Stellung nach Pig. 6 zurückkehren, so daß wie beim vorhergehenden Beispiel die tatsächliche Stromunterbrechung an den Lichtbogenkontaktstücken erfolgt.

In den Pig. 7a, b, c und d ist das untere Lichtbogenkontaktstück 22 mit dem Nocken 27 nicht dargestellt, diese Bauteile sind jedoch ebenfalls vorhanden. Das Lichtbogenkontaktstück 22 und der Nocken 27 wirken mit dem Schaltmesser des beweglichen Kontaktstücks 31 in gleicher Weise zusammen, wie es in Bezug zum Lichtbogenkontaktstück, dem Nocken 26 und dem beweglichen Kontaktstück beschrieben wurde. Anstelle einer Doppelanordnung der Lichtbogenschaltstücke in der beschriebenen Weise ist jedoch auch eine Einzelanordnung möglich.

Aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ergibt sich, daß ι die Grundidee der Erfindung, nämlich die erste Berührung zwischen ;den Hauptkontaktstücken beim Einschalten und die letzte Trennung zwischen einem der Hauptkontaktstücke und den Lichtbogenkontaktstücken beim Abschalten vollkommen erreicht wird.

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Claims

O Patentansprüche

Elektrischer Schalter mit einem ruhenden Kontaktstück, einem beweglichen Kontaktstück und einem Lichtbogenkontaktstück, das entweder am ruhenden Kontaktstück oder am beweglichen Kontaktstück befestigt ist und bei der Trennung des beweglichen Kontaktstücks vom ruhenden Kontaktstück sich vom zusammenwirkenden Kontaktstück später löst als dasjenige Kontaktstück, an dem das Lichtbogenkontaktstück befestigt ist, wodurch es die Stromunterbrechung bewirkt^ gekennzeichnet durch eine Nockeneinrichtung (14, 15, 26, 27), die nur wirksam ist, wenn das bewegliche Kontaktstück (2, 3, 30, 31) und das ruhende Kontaktstück (1, 20) geschlossen werden, und die verhindert, daß das Lichtbogenkontaktstück (8, 9, 21, 22) am zusammenwirkenden Kontaktstück früher angreift als das Kontaktstück, an dem das Lichtbogenkontaktstück angebracht ist.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenkontaktstück (8, 9) federnd elastisch mit dem beweglichen Kontaktstück (2, 3) verbunden ist und einen in Querrichtung abstehenden Nocken (14, 15) aufweist und das ruhende Kontaktstück (1) mit einem mechanischen Führungsstück (4, 5) ausgestattet ist, das mit dem ruhenden Kontaktstück elastisch verbunden ist und mit dem Nocken des Lichtbogenkontaktstücks zusammenwirkt, wenn das bewegliche Kontaktstück und das ruhende Kontaktstück geschlossen werden, wobei das Führungsstück den Nocken des Lichtbogenkontaktstücks beiseitedrängt und das Lichtbogenkontaktstück das ruhende Kontaktstück nicht berühren kann, woraufhin das bewegliche Kontaktstück am ruhenden Kontaktstück angreift und anschließend der Nocken hinter dem Führungsstück zurückschnappt mit der Folge, daß dae Lichtbogenkontaktstück ebenfalls am ruhenden Kontaktstück angreift, während bei der Trennung des beweglichen ^; ;Kontaktstücks vom ruhenden Kontaktstück der Nocken unterhalb des Führungsstücks hindurchtreten kann, so daß das Lichtbogenkontaktstück in Berührung mit dem ru_henden Kontaktstück bleibt und sich von diesem in üblicher Weise nach dem beweglichen Kontaktstück löst, wobei der Nocken und/oder das Führungsstück aus Isolierstoff: bestehen.

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3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- ■ net, daß das Führungsstück (4, 5) in Richtung der Bewegung des beweglichen Kontaktstücks (2, 3) einen angenähert dreieckigen Querschnitt hat, von dem eine (4', 5') der Dreieckseiten beim Schließen des Schalters den Nocken (14, 15) des Lichtbogenkontaktstücks (8, 9) nach außen schiebt und eine benachbarte Seite (4", 5") des Dreiecks beim Öffnen des Schalters mit dem Nocken so zusammenwirkt, daß das Führungsstück nach außen geschoben wird.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenkontaktstück (21, 22) elastisch mit dem ruhenden Kontaktstück (20) verbunden ist und mit einem isolierenden Nocken (26, 27) versehen ist, der drehbar montiert ist und mit Hilfe einer Windungs- oder Torsionsfeder (28, 29) in eine Lage gedrängt ist, in der der Nocken in der Richtung auf das bewegliche Kontaktstück (30, 31) zu über das Lichtbogenkontaktstück hinaussteht, so daß beim Schließen des beweglichen und des ruhenden Kontaktstücks das Lichtbogenkontaktstück vom beweglichen Kontaktstück so lang entfernt gehalten wird, bis der Schließvorgang des ruhenden Kontaktstücks und des beweglichen Kontaktstücks abgeschlossen ist, während beim Trennen des beweglichen Kontaktstücks vom ruhenden Kontaktstück das Lichtbogenkontaktstück in Berührung mir dem beweglichen Kontaktstück bleibt und sich vom beweglichen Kontaktstück in üblicher Weise nach dem ruhenden Kontaktstück löst.

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