DE3119910A1

DE3119910A1 - Kontaktvorrichtung fuer einen schalter

Info

Publication number: DE3119910A1
Application number: DE19813119910
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 6039 Gisikon Wirth
Original assignee: Weber AG
Current assignee: Weber AG
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5711425A; ES501849A0; GB2077043A; IN153022B; US4363010A; ES8301387A1; CA1173878A; NL8101663A

Description

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Kontaktvorrichtung für einen Schalter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung in einem Schalter, insbesondere einem Lei tungsschutzschalter, gemüss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Kontaktvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 28 30 648 bzw. der entsprechenden CH-PS 618 288 bekannt, welche einen Leitungsschutzschalter betrifft, bei welcher der Kontakthebel in der genannten Weise in Nähe des Gchäuscbodens des Schalters und parallel zu diesem angeordnet ist. Auf einem verschiebbaren Lagerstift ist das eine F.nde des Kontakthebels schwenkbar gelagert, wobei dieser Lagerstift zudem eine Klinke trägt, die einen Teil eines Schaltschlosscs des Schalters bildet. Der genannte Anschlag wird beim bekannten Schalter durch das freie Ende eines Querwandteils des Schaltergehäuses gebildet. Eine sich auf dem Gehäuseboden abstützende Druckfeder wirkt auf den Kontakthebel an einer Steile, die zwischen dem Lagerstift und dem Anschlag liegt. Die Druckfeder erzeugt einerseits den erforderlichen Kontaktdruck und andererseits eine Kraft, welche beim Auslösen der Klinke zufolge eines Ueberstromes oder zufolge Handbetätigung eines Kipphebels den Lagerstift quer zur Längsrichtung des Kontakthebels verschiebt,

so dass unter der Kraft der Druckfeder der Kontakthebel zum Anliegen am Anschlag kommt und um diesen Anschlag schwenkt, wodurch der Kontakthebel vom festen Kontaktstück getrennt wird. -*

Bei einer solchen Kontaktvorrichtung wird eine hohe Aufreisskraft auf den Kontakthebel angestrebt, um einen allenfalls leicht verschweissten Kontakt zwischen dem Kontakthebel und dem festen Kontaktstück mit Sicherheit aufreissen zu können. Eine hohe Aufreisskraft kann an sich dadurch erzielt werden, dass die auf den Kontakthebel wirkende Druckfeder ausreichend stark dimensioniert wird. Da die Druckfeder jedoch auch auf die Klinke und weitere Auslöseteile des Schaltschlosses wirkt, ergibt es sich, dass in gleichem Verhältnis, wie die Aufreisskraft des Kontaktes durch stärkere Dimensionierung der Druckfeder erhöht wird, auch das Schaltschloss des Schalters stärker belastet wird. Dadurch tritt eine grössere mechanische Abnützung der Auslöseorgane des Schalters ein, so dass diese in nachteiliger Weise für höhere Auslösekräfte ausgelegt werden müssen.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine aus reichend grosso Aufrcisskraft für den geschlossenen Kontakt ohne eine entsprechend starke Federkraft auf den Kontakthebel erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemässe Kontakt vorrichtung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Dieser Lösung liegt die Massnahme zugrunde, die Lage der Dreh achse für die die Kontakttrennung bewirkende Schwenkbewegung
des Kontakthebels von einer Stelle längs des Kontakthebels,
für welche das von der Druckfeder ausgeübte Drehmoment bei
verhältnismässig kleinem Weg der Kontaktstelle des Kontakthebels verhältnismässig gross ist, im Laufe der gesamten
Schwenkbewegung an eine Stelle zu verschieben, für welche das Drehmoment kleiner ist, jedoch ein grösserer üeffnungsweg der Kontaktstelle resultiert. Somit wird durch die erfindungsgemässe Massnahme für die Kontakttrennung mit einfachen Mitteln der dreifache Vorteil einer grossen Aufreisskraft, eines langen Oeffnungsweges und einer niedrigen·, d.h. nur durch den
gewünschten Kontaktdruck bestimmten Federkraft erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert, lis zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Kontaktvorrichtung in einem Leitungs schutzschalter in der Einschaltlage,

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Fig. 2 eine Ansicht derselben Kontaktvorrichtung in einer Lage nach einer Auslösung unmittelbar vor dem Trennen des Kontaktes, und

Fig. 3 eine weitere Ansicht der Kontaktvorrichtung der Fig. in der Ausschaltlage.

Die dargestellte Kontaktvorrichtung weist einen Kontakthebel 1 auf, der im wesentlichen parallel zur Bodenwand 2 eines Schaltergehäuses angeordnet ist. Der an seinem einen Ende hornförmig gekrümmte Kontakthebel 1 bildet mit diesem Ende eine bewegliche Kontaktstelle 3, !^reicher ein festes Kontaktstück 4 zugeordnet ist, das sich auf einem zwischen inneren Wandteilen 5 und 6 des Schaltergehäuses gehaltenen Stromleiterstück 7 befindet.

Der Kontakthebel 1 ist durch einen Schlitz 8 geführt, welcher durch ein abgewinkeltes freies Ende des Wandteils 6 und durch eine Gehäuserippe 10 begrenzt ist. An seinem andern Ende ist der Kontakthcbel mittels eines ScharnierteiIs Ll auf einem Lagerstift 12 schwenkbar gelagert. Auf den Kontakthebel wirkt eine sich auf die Bodenwand 2 abstützende Druckfeder 13, wobei diese am Kontakthebel 1 an einer zwischen dem Lagerstift 12 und dem abgewinkelten Ende 9 des Wandteils 6 angreift. Im

übrigen weist das abgewinkelte Ende 9 zwei zum Kontakthebel 1 weisende, in Längsrichtung des Kontakthebels 1 distanzierte Nasen 14 und 15 auf.

Aus der eingangs genannten DE-OS 28 30 648 bzw. der entsprechenden CH-PS ist ersichtlich, dass bei dem betreffenden Leitungsschutzschalter, für welchen in den Fig. 1 bis 3 die erfindungsgemässe Kontaktvorrichtung als Ausführungsbeispiel dargestellt ist, der Lagerstift 12 zudem eine zum Schaltschloss, des Schalters gehörende Klinke trägt, welche in der Einschaltlage des Kontakthebels 1 den Lagerstift 12 gegen den Druck der Feder 13 festhält und welche bei einer Auslösung des Schalters den Lagerstift 12 freigibt, so dass er sich unter dem Druck der Feder 13 längs einer bestimmten Bahn

16 von einem ersten, der Einschaltlage entsprechenden Punkt

17 zu einem zweiten, der ausgelösten Anschaltlage entsprechenden Punkt 18 schlagartig bewegen kann. Diese Klinke, ihre Verbindungen mit dem restlichen Schaltschloss sowie Gehäuseteile, welche die Führung des Lagerstiftes 12 längs der Bahn 16 bewirken, sind in den Fig.· 1 bis 3 nicht dargestellt, da ihre Ausbildung ohne besondere Bedeutung für den vorliegenden Erfindungsgegenstand ist; sie können den eingangs genannten Druckschriften entnommen werden.

Nachstehend wird der Bewegungsablauf für den Kontakthebel 1 beschrieben, wenn er infolge Auslösung des Schalters von seiner Einschaltlage gemäss Fig. 1 in seine Ausschaltlage gemäss Fig. 3 gelangt.

Da, wie bereits erwähnt, in der Einschaltlage (Fig. 1) der Lagerstift 12 im Punkt 17 arretiert ist, drückt die mit der Kraft P auf den Kontakthebel 1 wirkende Feder 13 das hornförmig gekrümmte Ende des Kontakthebels 1, d.h. seine Kontaktstelle 3, gegen das feste Kontaktstück 4 des Stromleiterstücks 7 und erzeugt somit den erforderlichen Kontaktdruck.

Bei Auslösung des Schalters wird der Lagerstift 12 freigegeben, so dass er sich unter dem Druck der Feder 13 längs der Bahn 16 bewegt. Im Zeitpunkt, in welchem der Lagerstift 12 den Punkt 19 der Bahn 16 erreicht, berührt der Kontakthebel 1 die Nase 14 des abgewinkelten Endes 9 des Wandteils 6, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Im weiteren Verlauf der Bewegung des Lagerstiftes 12 längs der Bahn 16 wird somit der Kontakthebel 1 um die Nase 14 geschwenkt, so dass sich seine Kontaktstelle 3 vom festen Kontaktstück 4 abhebt. Im weiteren Verlauf dieser Schwenkbewegung um die Nase 14 kommt der Kontakthebel 1 gleichzeitig zum Anliegen an der weiteren Nase das abgewinkelten Endes 9 des Wandteils 6 und schwenkt im folgenden nun um die Nase 15 als neuem Drehpunkt, bis der

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Lagerstift 12 längs der Bahn 16 seinen Endpunkt 18 erreicht hat und der Kontakt vollständig geöffnet ist, welche Ausschaltlage in Fig. 3 dargestellt ist.

In Fig. 2 sind die für die am Kontakt 3, 4 wirkende, durch die Federkraft P erzeugte Aufreisskraft massgebenden Hebelarme A und B zwischen dem Kontakt 3, 4 und der Nase 14 bwz. zwischen der Nase 14 und dem Angriffspunkt der Feder 13 eingezeichnet. Es ist daraus ersichtlich, dass die Aufreisskraft proportional dem von der Federkraft P ausgeübten Drehmoment, gegeben durch das Verhältnis B zu A, ist. Mit anderen Worten soll zur Erzielung einer hohen Aufreisskraft das Verhältnis B zu A möglichst gross sein, d.h. die Nase 14 möglichst nahe dem Kontakt 3, 4 liegen.

Diese Bedingung hat nun aber zur Folge, dass die in der Ausschaltlage erzielte Kontaktöffnung, d.h. der Abstand der Kontaktstelle 3 des Kontakthebels 1 vom festen Kontaktstück, verhältnismässig klein wird bzw. für eine bestimmte, gewünschte Aufreisskraft und das entsprechende Verhältnis der Strecken A und B so klein wird, dass den bestehenden Vorschriften über die minimalen Kontaktabstände nicht mehr Genüge getan ist. An sich wäre es natürlich möglich, diesen Mangel dadurch zu beheben, dass im Schalter der gesamte Verschiebungsweg des Lagerstiftes 12 (in Fig. 3 mit W bezeichnet) entsprechend

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verlängert wird. Zufolge des angestrebten kompakten Aufbaus von Schaltern, insbesondere Leitungsschutzschaltern, ist eine solche Wegverlängerung im gewünschten Ausmass unmöglich oder von anderen schwerwiegenden konstruktiven Nachteilen begleitet.

Bei der erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, den geschilderten Mängeln dadurch abgeholfen, dass der in der Ausschaltlage erzielte Kontaktöffnungsweg K nicht durch das für das Abreissen der Kontaktstelle 3 des Kontakthebels 1 vom festen Kontaktstück 4 massgebliche Ilebelarinverhältnis B zu A (Fig. 2) bzw. durch das Verhältnis des Hebelarms A zum Hebelarm zwischen der Nase 14 und dem Lagerstift 12 in Fig. 2 bestimmt ist, welch letzteres Verhältnis relativ klein ist. Vielmehr ist gemäss Fig. 3 der Kontaktöffnungsweg K proportional dem Verhältnis C zu D, d.h. dem Verhältnis des Hebelarms zwischen der Kontaktstelle 3 des Kontakthebels 1 und der Nase 15 zum Hebelarm zwischen der Nase 15 und dem Lagerstift 12, welches Verhältnis wesentlich grosser ist als das vorgenannte Verhältnis.

Somit ermöglicht es die erfindungsgemässe Kontaktvorrichtung, unter Einhaltung des in der Ausschaltlage erforderlichen Kontaktabstandes eine höhere Kontakt-Aufrcisskraft beim Auslösen des Schalters zu erzielen. Zudem ergibt sich dieses vorteil-

hafte Ergebnis ohne einen herstellerischen Mehraufwand, indem gegenüber herkömmlichen Schaltern bloss der durch im dargestellten Ausführungsbeispiel durch das abgewinkelte Ende 9 des Wandteils 6 gebildete Anschlag für den Kontakthebel 1 erfindungsgemäss bzw. gemäss den Fig. 1 bis 3 anders zu formen ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 sind als Anschlag für den Kontakthebel 1 die beiden in Abstand längs des Kontakthebels 1 liegenden Nasen 14 und 15 dargestellt. Statt der beiden getrennten Nasen 14, 15 kann das abgewinkelte Ende 9 des Wandteils 6 auch mit einer kontinuierlichen Berührungsfläche 20 für den Kontakthebel 1 versehen werden, die in den Fig. 1 bis 3 gestrichelt dargestellt ist. Beim Uebergang des Kontakthebels 1 von der Einschaltlage (Fig. 1) in die Ausschaltlage (Fig. 3) rollt dann der Kontakthebel 1 längs der Berührungsfläche 20 unter Beibehaltung der vorgängig erläuterten Hebelarmverhältnisse ab.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand ihrer Anwendung bei einem bekannten Leitungsschutzschalter erläutert. Die erfindungsgemässen Massnahmen sind aber auch bei beliebigen anderen Schaltern mit einem federbelasteten Kontakthebel, dessen Lagerstelle bei seiner Auslösung eine translatorische Bewegung ausführt, anwendbar, um bei ausreichend langem Kontaktöffnungsweg eine hohe Kontakt-Aufreisskraft zu erzielen.

Leerseite

Claims

DIPL.-ING. KLAUS BEHN j

DIPL.-PHYS ROBERT MUNZHUBER i!

Patentanwälte: ,

WIDENMAYERSl'RASbfc ti D 8000 MÜNCHEN 22 fc

TEL. (089) 22253O-295192 . TELEX 33956B bomuu d I

BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ZUGELASSENE VERTRETER

■' 19.5.1981'

Firma WEBER AG FABRIK ELEKTROTECHNISCHER ARTIKEL UND APPARATE, Sedelstr. 2, 6020 Emmenbrücke, Schweiz

Patentansprüche

ί 1. ) ■ Kontaktvorrichtung in einem Schalter, insbesondere einem Leitungsschutzschalter, mit einem beweglichen, unter Federdruck stellenden KontakthebeJL, der an seinem einen linde eine Kontaktstelle für ein zugeordnetes festes Kontaktstück aufweist und an seinem anderen linde schwenkbar und im Eingriff mit einem Auslösesystem quer zu seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist, wobei zwischen den beiden linden ein Anschlag für den Kontakthebel/ängeordnct ist, um diesen bei einer Verschiebung seines gelagerten lindes um den Anschlag zu schwenken und dadurch seine Kontaktstelle vom festen Kontaktstück abzuheben, dadurcli gekennzeichnet, dass der Anschlag (9) mindestens zwei/Bcrührungsstellen (14,15) für den Kontakthebel (1) aufweist, welche vom Kontakthebel (1) und von dessen gelagertem linde (H) unterschiedliche Abstände haben, derart, dass der Kontakthebel (1),^ausgehend von seiner Lage,- in wcleher seine Kontaktstelle (3) am festen Kontaktstück (4) anliegt, beim Verschieben seines gelagerten lindes (11) zuerst an der vom gelagerten linde (11) am weitesten ent !'ernten Be-

Bankhaus Morck. Flnck & Co., München Bankhaus H. Aufhauser. München Postscheck: München

tULZ 700304OQ) Konto-Nr. 254649 (BLZ 70030600) KontoNr 2613OO (BLZ 7QOlOOBO) KoOIoNr. 20904-800

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rührungssteile (14) und vor dem Schluss des Verschiebens an der dem gelagerten linde (11) am nächsten liegenden Berührungsstelle (15) des Anschlags (9) zum Anliegen kommt. • ,'_:r' ■
2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag aus zwei Vorsprüngen (14,15) eines rippenförmigen inneren Wandteils (9) des Schalters besteht, von welchen der vom gelagerten Ende (11) des Kontakthebels (1) weiter entfernte Vorsprung (14) einen kleineren Abstand vom in Schliesslage befindlichen Kontakthebel (1) als der näher dem gelagerten Ende (11) des Kontakthebels (1) liegende Vorsprung (15) hat.
3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag eine sich in Richtung zum gelagerten Ende (11) des Kontakthebels (1) von diesem in dessen Einschaltlage mindestens angenähert kontinuierlich entfernende Berührungsfläche (20) für den Kontakthebel (1) aufweist.
4. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich auf einen Gehäuseteil (2) abstützende Druckfeder (13) an einer Stelle auf den Kontakthcbcl (1) einwirkt, welche sich zwischen dem gelagerten Ende des Kontakthebels (1) und der diesem Ende am nächsten liegenden Bcrührungsstelle (IS) des Anschlags (9) befindet.