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Schnappschaltvorrichtung
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Schnappschaltvorrichtung
mit federnd ausgebildeten, an elektrische Leitungen anschließbaren Kontaktzungen
unc mit einem unter Federspannung stehenden, am Gehäuse gelagerten, über (in Betätigungsglied
zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbaren, langgestreckten, verformbaren Schaltorgan,
das mit einer elektrisehen Leitung verbindbar ist.
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Eine solche Schnappschaltvorrichtung ist nonualerweise gegen Prellerscheinungen
besonders empfindlich. Dies fiAlrt beim Schalten hoher Ströme zu einer unzulässigen
Kontakterwärmung und in ungünstigen Fällen zu einem Kontaktabbrand. Mit den herkömmlichen
Maßnahmen lassen sich relativ hohe, insbesondere induktive Ströme von z.B. 30 A
mittels solcher Schnappschaltvorrichtungen nicht mehr schalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnappschaltvorrichtung mit einer
Signalschaltstellung und einer Leistungsschaltstellung zu schaffen, bei der bezüglich
der Leistungsschaltstellung ein quasiprellfreies Schaltverhalten sichergestellt
und eine einwandfreie Trennung zwischen Leistungs- und Signalschaltstellung gewahrieistet
ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
a) das Betatigungsglied weist zwei im Abstand voneinander angeordnete, in Beitigungsrichtung
hintereinander liegende Betätigungsnasen auf; t) je eine Kontaktzunge stützt sich
vorgespannt mit ihrem freien Ende an je einer Betiitigungsnase ab; c) das Schaltorgan
befindet sich bei nichtbetatigtem ottigungsgiid in einer Signalschaltstellung und
bei betätigtem Betätigungsglied in einer Leistungsschaltstellung; d) das Schaltorgan
liegt in der Leistungsschaltstellung an der einen
in Einschaltrichtung
frei federnden Kontaktzunge an.
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Die beiden Betätigungsnasen des Retatigungsgliede legen den Abstand
der Kontaktzungen voneinander und damit den Umschaltweg des Schaltorgans fest. Bei
der Bewegung des Betätigungsgliedes werden die Kontaktzungen gemeinsam bewegt und
der Abstand zwischen ihnen bleibt unverandert. Dies ist auch noch der Fall, wenn
die neutrale Stellung des Schaltorgans erreicht wird. Dann erfolgt in bekannter
Weise eine schlagartige Umschaltung, bei der die in dem Schaltorgan gespeicherte
potentielle Energie in Bewegungsenergie umgesetzt wird. Das Schaltergan trifft auf
die Gegenkontaktzunge auf, die entgegen ihrer Vorspannung in der Bewegungsrichtung
des Schaltorgans ausweichen kann, so daß auf das Schaltorgan keine störende Prellkraft
zurückwirkt. Dadurch ergibt sich eine nahezu ideale Schaltkurve.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bettigungsnasen
Zylinderflächen als Anlageflächen für die Kontakt zungen aufweisen. Dadurch wird
erreicht, daß sich die Kontaktzungen an den Betatigungsnasen abwälzen, so daß eine
gleichmäßige Rewegung der Kontaktzungen bei der Verschiebung des BetatigungsgJ iedes
gewährleist:t ist.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Kontaktzungen sowie das Schaltorgan
miteinander zusammenwirkende Rontaktbeläge aufweisen.
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Damit ist eine hohe Lebensdauer der Schnappschaltvorrichtung gewchrleistet.
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Wenn die Strombelastungen es zulassen, sieht die Erfindung vor-,
daß die Kontaktzungen aus einem Federwerkstoff bestehen und eine Eigenfederung aufweisen.
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Wenn jedoch die Strombelastung eine überm?Bige Erwärmung der Kontaktzungen
und damit eine Beeinträchtigung der Federeigenschaften befürchten läßt, sieht die
Erfindung vor, daß fLir die Bereitstellung der Federwirkung der Kontaktzungen eine
Zusatzfeder vorgesehen ist.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß das verformbare Schaltorgan aus
einem stärker dimensionierten, hauptsächlich Stromibertragungszwecken dienenden,
quasi nicht verformbaren Bereich und einen schwcher dimensionierten, hauptsächlich
Federzwecken dienenden verformbaren Bereich besteht. Dadurch ist ein günstiges Schaltverhalten
gewährleistet.
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Ferner ist vorgesehen, daß das Schaltorgan aus einet einstü.ckigen
Blechstreifen besteht, wobei der stärker dirnensionierte Bereich durch geeignetes
Umformen von zumindest einer am Blechstreifen vorhan-
denen Verlängerung
gebildet ist. Durch die Formgebung erreicrt man Sereichsweise unterschiedliche Verformungseigenschaften.
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Ferner ist vorgesehen, daß der stärker dimensionierte Bereich des
Schaltorgans durch zumindest ein an einem Blechstreifen entsprecend angebrachtes
zusätzliches Bauteil gebildet ist. Diese Ausbildung ermöglicht eine besonders gute
Anpassung des Schaltorgans an die Forderungen.
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Ferner ist vorgesehen, daß der stärker dimensionierte Bereich eine
relativ starre, mit einem Ende im Gehause gelagerte Kontak.tbrücke und der schwächer
dimensionierte Bereich eine eigenstandige Biegefeder ist, die mit je einem ihrer
beiden Enden in einer entsprees enden Aufnahme eines Gehauseteils und an dem freien
Ende der Kontaktbrucke gelagert ist.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die freien Enden der Biegefeder
als Walzensegmente ausgebildet sind. Diese Walzensegmente sichern eine gleichuläßige
Belastungsverteilung innerhalb der Biegefeder und an den Lagerstellen, so daß dadurch
ein gutes Verstellverhalten und eine gleichmäßige Verstellfunktion gewahrleistet
sind.
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Ferner ist vorgesehen, daß die Kontaktbrücke an ihrem freien Ende
eine Aufnahme für ein Walzensegment der Biegefeder aufweist.
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Hierdurch ist eine vorteilhafte Schaltbewegung sichergestellt.
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Ferner ist vorgesehen, daß die Kontaktbrücke an ihrem anderen Ende
walzenförmig ausgebildet und in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses angeordnet
ist.
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Ferner ist vorgesehen, daß die eine Betätigungsnase des Betätigungsgliedes
mit zusätzlichen Dämpfungsmltteln ausgestattet ist. Dadurch wird auch für die Signalschaltstellung
die Prellfreiheit verbessert.
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Ferner ist vorgesehen, daß das D<mpfungsmittel eine Druckfeder
ist, ueber die eine Betätigungsnase am Betätigungsglied gehalten ist.
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Schließ3ich ist vorgesehen, daß das Dimpfungsmittel aus einem hochelastischen
Material besteht, das der eine Betatigungsnase zugeordnet ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert, in der darstellen: Fig. 1 eine schematische Gesamtansidit
einer Schnappschaltvorrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 eine Unteransicht eines
Ausschnitts zu Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt zwei Gehc;useteile 1, 2, an denen jeweils eine Kon-
taktzunge
3, 4 gehalten ist. Die Kontaktzunge 3 ist mit einer. Ynte z in das Gehauseteil 1
eingelassen und liegt an einer Stitzschneide 6 an, damit definierte Bewegungsverhältnisse
vorgegeben sind. Die Rontaltzunge 4 ist entsprechend an dem Gehäuseteil 2 festgelegt
und wälzt sich am Kopf des Gehäuseteils 2 ab. Die Kontaktzungen 3 und 4 tragen jeweils
an ihren Enden einen Kontaktbelag 7, 8. Die Kontakzunge 4 besitzt an ihrem Ende
einen seitlichen Ansatz 9, vgl. Fig. 2. An die Kontaktzungen 3 und 4 sind Anschlußleitungen
10, 11 angeschlossen.
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Ein Betttigungsglied 1.2 ist in Pfeilrichtung 13 in nicht dargestellten
Führungen des Gehäuses verschiebbar. Das Betätigungsglied 12 ist rastend oder nichtrastend
ausgebildet. Das Betätigungsglied 12 besitzt eine erste Betätigungsnase 14 mit einer
Zylinderfläche, an der die Rontaktzunge 3 anliegt. Die Bet<tigungsnase 14 kann
durch eine nachgiebige oder federnde Abstützung oder Befestigung mit dem Bettigungsglied
12 verbunden sein. Außerdem besitzt das Bettigungsglied 12 eine zweite Bettigungsnase
15, ebenfalls mit einer Zylinderfl&-che, an der ein Ansatz 9 der Kontaktzunge
4 anliegt. Die Bet.atigungsnasen 14 und 15 sind in Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes
in einem Abstand voneinander angeordnet und sind außerdem seitlich gegen einander
versetzt, wie man insbesondere der Fig. 2 entnehmen kann.
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Die Kontaktzungen 3 und 4 liegen jeweils unter Vorspannung entgegen
der Pfeilrichtung 13 an den Betatigungsnasen 14 und 15 an. Der Abstand zwischen
den Kontakt zungen 3 und 4 ist durch den Abstand zwischen den Betätigungsnasen 14
und 15 festgelegt. Dieser Abstand bestimmt den Umschaltweg eines Schaltorgans, das
sich aus einer Kontaitbrücke 16 und einer Biegefeder 21 zusammensetzt.
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Die Kontaktbrücke 16 ist einerseits in einer Gelenkpfanne 17 des
Gehäuseteils 1 schwenkbar gelagert. Am freibeweglichen Ende der Kontaktbrücke 16
befindet sich eine Aufnahme 18. Zwischen der Aufnahme 18 und einer als Gegenlagerstelle
dienenden Aufnahme 19 in einem Gehäuseteil 20 befindet sich die Biegefeder 21 inform
einer Blattfeder, die an ihren Enden Jeweils walzensegmente 22 und 23 aufweist,
die sich in den Aufnahmen 18 und 19 abw?lzen. Dadurch ist eine gute Kraftverteilung
und eine gleichmäßige Abwälzbewegung gewährleistet.
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Die Kontaktbrücke 16 besitzt außerdem einen doppelseitigen Kontaktbelag
24. An die Kontaktbrücke 16 ist eine Anschlußleitung 25 angeschlossen.
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In Fig. 1 ist in ausgezogenen Linien eine Schnappstellung (Signalschaltstellung
)
der Schnappschaltvorrichtung dargestellt. Das Betä- -tiguiigsglied 12 befindet sich
in angehobener Stellung, in der es durch die Vorspannung der Kontaktzungen 3 und
4 gehalten ist. Die Kontaktzunge 3 liegt an der Betätigungsnase 14 und die Kontakt
zunge 4 an der Betätigungsnase 15 an. Der Abstand zwischen den Kontaktbelägen 7
und 8 der Kontaktzungen 3 und 4 ist durch den Abstand der Betätigungsnasen 14 und
15 festgelegt. Die Blattfeder 21 halt den Kontaktbelag 24 der Kontakttrücke 16 an
den Kontaktbtlag 7 der Kontakt zunge 3 unter Vorspannung in Anlage. Zur Umschaltung
der Schnappvorrichtung hird das Bettigungsglied 12 in Pfeilrichtung 13 bewegt. Dadurch
wird die Biegefeder 21 gespannt, so daß in der Biegefeder 21 potentielle Energie
gespeichert wird. Schließlich wird die neutrale Stellung 26 der Schnappschaltvorrichtung
erreicht. Auch in dieser Lage ist der Abstand zwischen den Kontaktbelägen 7 und
8 im wesentlichen der gleiehe und durch den Abstand zwischen den Betätigungsnasen
14 und 15 vorgegeben. Sobald diese neutrale Stellung 26 erreicht ist, kann sich
die Biegefeder 21 wieder entspannen und beschleunigt die Kcntaktbrücke 16 gegen
die Kontakt zunge 4 hin. Die Schnappschaltvorrichtung erreicht schließlich die entgegengesetzte
Schnappstellung (Leistungsschaltstellung), die iu Fig. 1 in strichpunktierten Linien
eingezeichnet ist. Die Kontaktbrücke 16 wird durch die Entspannung der Biegefeder
21 beschleunigt bewegt und trifft schließlich mit dem Kontaktbelag 24 auf den Kontaktbelag
8 auf. Die Kontaktzunge 4 ist nicht unbeeglich gehalten, sondern liegt lediglich
einseitig unter Vorspannung än der Betätigungsnase 15 an. Infolgedessen kann die
Kontakt zunge 4 unter den Aufprall der Kontaktbrücke 16 nachgeben, so daß dadurch
die Bewegungsenergie abgebremst wird. Auf die Kontaktbrticke 16 wirkt jedoch keine
nennenswerte Prellkraft, so daß diese Kontaktbrücke 16 quasi nicht zuruckprallt.
Bei einem Schaltstrom von 30 A in einem Leistungsschalter haben Messungen keine
nennenswerte Restwelligkeit erkennen lassen. Die Schaltfunktion ist nahezu prellfrei.
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Das Betätigungsglied 12 kann rastend oder nichtrastend ausgebildet
sein. Die Rückstellung der Schnappschaltvorrichtung in die Ausgangsschnappstellung
erfolgt durch die Federkräfte der Kontaktzungen 3 und 4. Dieser Ri;ckstellvorgang
bedarf keiner besonderen Erlauterung. Die Erfindung ermöglicht kontrollierte und
genau vorgebbare Bewegungsverhältnisse des Umschaltvorgangs.