DE3411276A1 - Leistungsschalter - Google Patents
LeistungsschalterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strombegrenzungs-Leistungsschalter
mit magnetischer Lichtboqenausblasung und insbesondere auf die Kontaktierungsanordnung
eines solchen Leistungsschalters, die eine Schleifwirkung besitzt.
Bei Leistungsschaltern, die relativ hohe Ströme, beispielsweise 50 000 A bei 480 V führen, spricht der
übliche, durch Feder angetriebene Freiauslösungsmechanismus nicht schnell genug an, um eine dauernde
Beschädigung des Leistungsschalters zu vermeiden, wenn er schwerwiegenden Fehlerstrombedingungen ausgesetzt ist.
Deshalb sind Leistungsschalter entwickelt worden, bei denen elektrodynamische Ausblaskräfte als Ergebnis
schwerwiegender Fehlerströme erzeugt werden, die bewirken, daß die Kontakte des Leistungsschalters geöffnet
werden noch bevor typische überlaststromfüh 1 vorrichtungen
den Kontaktbetätigungsmechanismus zur Öffnung des Leistungsschalters freigeben. Eine schnelle
Trennung der Kontakte des Leistungsschalters infolge der aerodynamischen Kräfte bewirkt, daß die Größe des Fehlerstroms
auf einen Wert beschränkt bleibt, der keine dauernde Beschädigung des Leistungsschalters zur Folge hat.
Beispiele dieser gegenwärtig verfügbaren Strombegrenzungsleistungsschalter sind in der US-PS 35 93 227 beschrieben
.
Bei Strombegrenzungs-Leistungsschaltern sowie bei anderen
Leistungsschaltern, die relativ hohe Ströme zu schalten
haben, beispielsweise 600A bei 240V weisen einen schwenkbaren Kontaktarm auf, um den Stromkreis an
einer einzigen Stelle zu unterbrechen. Der Schwenkarm
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war gewöhnlich mit der Anschlußleitung über ein flexibles Geflechtband verbunden. Derartige Geflechtbänder
haben sich als nachteilig erwiesen, weil unter sehr hohen Stromstärken die einzelnen Stränge des Geflechtes
sich in unvorhergesehener Weise bewegen unr*
gelegentlich die Öffnungsbewegung behindern. Außerderr.
besitzen die Geflechtbänder eine Masse, die die Kontaktöffnunq verlangsamt.
Gemäß dem Stande der Technik hat man versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß die Stränge des Geflechtbandes
verbunden wurden, und daß man im Gehäuse des Leistungsschalters eine Kammer oder eine Tasche für
das Geflechtband vorgesehen hat.
Eine Lösung, die in dieser Hinsicht mehr befriedigt, besteht darin auf das Geflechtband überhaupt zu verzichten.
Dies ist oft schon versucht worden, indem ein Überbrückungskontakt vorgesehen wurde, aber hierdurch
wird der Betätigungsmechanismus komplizierter und/oder es wird zusätzlicher Raum benötigt. Die US-PS 42 45
beschreibt einen Leistungsschalter, bei dem dieses Anschlußgeflechtband
dadurch ersetzt wird, daß das Schwenkende des Kontaktarmes zwischen die Arme eines kurzen
Jochs eingebaut wird, die hiermit in Schleifberührung stehen. In der US-PS 42 45 203 sind .jedoch keine Mittel
offenbart, um am Gelenk einen genügend hohen Druck zu erzeugen, der den Übergangswiderstand erniedrigt und
hohe Ström« übertragen kann. Außerdem sind die bekannten
Anordnungen noch nicht in der Lage, eine Gleitberührung zwischen den Schaltkontakten herbeizuführen, wie dies
im Sinne einer Kontaktreinigung wünschenswert ist»
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kontaktarm in zwei relativ
dicht beieinander liegende, parallele Gabelarme aufgeteilt wird, die gegeneinander vorgespannt sind und
in Schleifberührung mit gegenüberliegenden Seiten
eines stationären Schalterteils liegen. Ein Schwenkzapfen
des stationären Schalterbauteils steht durch aufeinander ausgerichtete vergrößerte öffnungen in
den parallelen Abschnitten hindurch,um eine Kontaktverschweißung zu vermeiden. Jede Öffnung wird teilweise
durch eine Oberfläche definiert, die so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie mit dem Gelenkzapfen
in der Weise zusammenwirkt, daß die Schalterkontakte aufeinander schleifen. Unter hohen Fehlerstrombedingungen
in den Abschnitten des Kontaktarmes wird eine anziehende Kraft erzeugt, die die Klemmwirkung
der Kontaktschwenkanordnung zu vergrößern sucht, im Gegensinn zu den Ausblaskräften an den
Zwischenflächen zwischen den Kontaktarmabschnitten
und dem stationären Schalterteil. Der Kontaktarm kann
so ausgebildet sein, daß diese Anziehungskräfte und Ausblaskräfte einander aufheben, um eine vorbestimmte
Beziehung hierzwischen zu schaffen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde einen Leistungsschalter zu schaffen, der eine neuartige
und verbesserte Verbindung zwischen einem Kontaktarm und einem stationären Element ohne flexibles
Geflechtband zu schaffen.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer von einem Geflechtband freien Verbindung, bei der
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eine Schleifwirkung der Schalterkontakte zustande kommt.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer von einem Geflechtband freien Verbindung, bei
welcher die Kontaktierungsdrücke am Schwenkgelenk eingestellt werden können.
welcher die Kontaktierungsdrücke am Schwenkgelenk eingestellt werden können.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Leistungsschalter-Formgehäuses, welcher die
Lehren der Erfindung erkennen läßt;
Fig. 2 eine Grundrißansicht des Leistungsschalters gemäß Fig. 1, wobei die Lichtbogenkammern,
der automatische Überlastauslöser, die Gehäuseabdeckung und die manuellen Bedienungsgriffe weggelassen
sind, um die anderen Elemente des Leistungsschalters deutlicher erkennen zu lassen;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Bandleiters,
auf dem der stationäre Kontakt angeordnet ist;
Fig. 4 eine Seitenansicht des beweglichen Kontaktarms und bestimmter anderer
Elemente, die hiermit in Wirkverbindung stehen ;
Fig. 5 eine Ansicht des beweglichen Kontaktarms und des Trägers von unten her in Richtung
der Pfeile 5-5 gemäß Fig. 4 betrachtet;
Fig. 6 eine Ansicht der aus Fig. 4 ersichtlichen
Elemente, betrachtet in Richtung der Pfeile 6-6 gemäß Fig. 4;
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Fig. 7 eine Seitenansicht des Antriebselementes für den beweglichen Kontaktarm;
Fig. 8 eine Stirnansicht des Antriebselementes, betrachtet in Richtung der Pfeile 8-8
gemäß Fig. 7;
Fig. 9a
bis 9e Seitenansichten des beweglichen Kontaktarms in unterschiedlichen Stellungen;
in Fig. 9a ist der Kontaktarm voll geschlossen, in den Figuren 9b und 9c ist der Kontaktarm in einer Stellung dargestellt,
in der er sich progressiv in die volle Öffnungsstellung gemäß Fig. 9d bewegt und
in Fig. 9e ist der Kontaktarm in seiner Stellung dargestellt, in der er gerade in Kontaktberührung gekommen ist und eine
Kontaktverbindung zwischen den beweglichen und den stationären Kontakten herstellt.
Der Leistungsschalter 10 ist dreipolig ausgebildet und in einem Isolierstoffgehäuse untergebracht, welches ein
flaches Unterteil 11 und ein Deckelgehäuse 12 umfaßt, die längs der Linie 14 aufeinanderpassen. Scheidewände
16 und 17 im Unterteil 11 erstrecken sich parallel zu den Seiten 18, 19, um das Unterteil in drei seitlich
nebeneinander liegende, in Längsrichtung verlaufende Kammern zu unterteilen, von denen jede die stromführenden
Elemente eines einzelnen Poles aufnimmt. In bekannter Weise nimmt außerdem die Mittelkammer, die zwischen den
Scheidewänden 16, 17 liegt, auch einen gemeinsamen Kontaktbetätigungsmechanismus
15 mit Freiauslösung in
Gestalt eines Kniehebel-Totpunktschalters auf, der über eine querverlaufende Isolierstange 21 gleichzeitig
alle'Pole des Leistungsschalters 10 öffnet und schließt, wenn der Leistungsschalter manuell
betätigt wird und gleichzeitig die Kontakte des Leistungsschalters 10 öffnet, wenn eine vorbestimmte
mäßige überlast oder mäßige Kurzschlüsse auftreten.
Da die stromführenden Elemente aller drei Pole im
wesentlichen einander identisch sind, werden im folgenden nur die stromführenden Elemente eines Pols unter
Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Demgemäß umfaßt der Strompfad zwischen der Leitungsanschlußklemme 22 und
der Lastanschlußklemme 23 , die an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 11, 12 angeordnet sind, eine Anschlußlasche
25 (Fig. 3), einen stationären Kontakt 26, einen beweglichen Kontakt 27, einen beweglichen Kontaktarm
28, einen leitenden Träger 29, eine Anschlußla-sche 30, die integral mit dem Träger 29 hergestellt
ist, ein leitendes Element 31 (im typischen Fall ein Bimetallheizelement, welches sich in den automatischen
Auslöser 33 mit Überstromfühler erstreckt) und eine
Anschlußlasche 32 mit der daran angeordneten Lastanschlußklemme 23.
Der Kniehebelteil des Kontaktbetätigungsmechanismus
weist einen unteren Lenker 34 und einen oberen Lenker 35 auf, die am Knie 36 schwenkbar miteinander verbunden
sind. Zugschraubenfedern 37 sind zwischen dem Knie 36 und einem Querstift 38 ausgespannt und letzterer wird
von dem Betätigungsglied 39 getragen und mit diesem bewegt, welches einen Isolierhandgriff-Fortsatz 40 aufweist,
der durch das Deckelgehäuse 12, d.h. durch eine
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Öffnung 41 derselben hindurchsteht. Ein nicht dargestelltes festes Gelenk des Rahmens 42 trägt das Betätigungsglied
39. Das Ende des oberen Kniehebellenkers 35, welches dem Knie 36 abgewandt ist, ist
mit einem Schwenkgelenk 44 an einer auslösbaren Wie,-43
montiert. Die Wiege 43 ist am Rahmen 42 mit einem Gelenk 46 verbunden und um letzteres im Gegenuhrzeigersinn
gemäß Fig. 1 verschwenkbar, um den Wiegen-Verriegelungsmechanismus 47 in Eingriff mit einer lösbaren
Klinke 48 zu bringen, die vom Auslöser 33 vorsteht. Das Ende des unteren Kniegelenk-Lenkers 34, das vom
Knie 36 abgewandt ist, ist über einen Schwenkzapfen 49 mit einem Antrieb 50c an der Öffnung 51 (Fig. 7)
verbunden. An einer Stelle, die vom Drehgelenk 49 abgewandt liegt, ist der Antrieb 50c schwenkbar auf einem
Stift 52 gelagert, der außerdem eine Schwenkverbindung zwischen dem beweglichen Kontaktarm 28 und dem Träger
29 herstellt. Wenn der Kniehebel 34, 35 - wie aus Figur 4 ersichtlich - gestreckt wird, dann befindet
sich der Antrieb 50c in seiner Schließstellung, und wenn der Kniehebel 34, 35 - wie in Figur 1 dargestellt eingeknickt
ist, dann ist der Antrieb 50c im Gegenuhrzeigersinn um den Schwenkstift 52 in die Öffnungsstellung gemäß Fig. 1 verschwenkt.
Eine U-förmige Klammer 53 verbindet den Antrieb 50c mit der Kuppelstange 51 in der Mitte derselben. Jeder
der äußeren Pole ist mit einem Antrieb 50 ausgestattet. Der Unterschied zwischen den Antrieben 50c und 50 besteht
darin, daß der erstere den schraffierten Abschnitt, der durch die strichlierte Linie 57 in Fig. 7 begrenzt
ist nicht aufweist, und daß die Richtöffnungen 51 nicht
benutzt sind. Bei jedem der äußeren Pole ist der Antrieb mit der Kuppelstange 21 außerhalb des Antriebs
50c verbunden. In bekannter Weise steht die querverlaufende Stange 21 durch Ausschnitte der Gehäusescheidewände
16, 17 hindurch, welche einen genügenden Freiraum schaffen, damit sich die Stange 21
frei bewegen kann, wenn sich die Antriebe 50c und 50 zwischen ihrer Öffnungsstellung und ihrer Schließstellung
bewegen. Diese Öffnungen der Scheidewände sind ansonsten mit Isolierblättern 56 bedeckt, die
an der Stange 21 befestigt sind und mit dieser benachbart zu den Scheidewänden 16, 17 beweglich sind.
Zum größten Teil sind die Antriebe 50c und 50 identisch, so daß nur der letztere Antrieb im einzelnen beschrieben
wird. Das heißt, der Antrieb 15 stellt ein allgemein U-förmig gestaltetes Teil dar, das parallele
Arme 61 und 62 aufweist, die durch einen Steg 63 verbunden sind, der Öffnungen 34 besitzt, die nicht dargestellte
Eingriffslaschen aufweisen, die von der Klemme 53 vorstehen. Jeder dieser Arme 61, 62 ist identisch,
so daß nur der Arm 62 im einzelnen beschrieben wird. Dieser Arm 62 weist eine Öffnung 65 auf, durch die der
Kontaktarm-Schwenkstift 52 hindurchsteht. Der Rand des Armes 62, der der Öffnung 65 abgewandt ist, ist mit
einer Nockenvertiefung 66 und einem relativ langen Nocken 67 benachbart zur Vertiefung 66 versehen. Am
Ende des Nockens 67 besitzt der Rand Nocken 66, 67,die mit einem Vorsprung 68 versehen sind, der in noch zu
beschreibender Weise die Öffnungsbewegung des Kontaktarms 28 des äußeren Pols begrenzt, während die Abschaltung
erfolgt. Die Öffnungsbewegung des Kontaktarms 28 des mittleren Pols wird durch Eingriff jenes Armes 28
mit dem querverlaufenden Element 69 (Fig. 1) des
Rahmens 42 des Mechanismus begrenzt.
Wie am besten aus Figur 5 ersichtlich, weist der bewegliche Kontaktarm 28 parallel zueinander verlaufen e
Leiter 71, 72 auf, die über den Hauptteil des Mittel abschnitts dicht benachbart zueinander verlaufen. An
jenem Ende des Armes 28, an dem der bewegliche Kontakt 27 angeordnet ist, sind die Abschnitte 71 und 72 nach
innen versetzt und stoßen dort aneinander und sind miteinander beispielsweise durch Hartlötung verbunden. An
jenem Ende des Arms 28, das dem Kontakt 27 abgewandt ist, sind die Abschnitte 71, 72 nach außen versetzt
und umschließen gabelartig eine Trägeröse 29. Die Abschnitte 71 und 72 sind durch Tellerfedern 76, 77 gegeneinander
vorgespannt, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Armes 28 liegen und auf einem Stift 75 montiert,
der durch aufeinander ausgerichtete öffnungen in den Abschnitten 71, 72 hindurchsteht. Der Kopf 78
des Stiftes 75 hält die Tellerfeder 76,und ein Clip liegt in einer Ringausnehmung in der Nähe des Endes des
Stiftes 75, welches vom Kopf 78 abgewandt liegt, um die Tellerfeder 77 zu halten. Die von den Federn 76,
bewirkte Vorspannkraft gewährleistet, daß ein einwandfreier Kontakt zwischen den Abschnitten 71 und 72 und
der Tragöse 79 gewährleistet ist, unabhängig davon, in welcher Winkelstellung sich der Kontaktarm 28 befindet.
Der Stromfluß erfolgt in den Abschnitten 71 und 72 des beweglichen Kontaktarms 28 in der gleichen Richtung und
dadurch wird eine anziehende Kraft erzeugt, die die Vorspannkräfte unterstützt, welche durch die Teller-
federn 76, Π erzeugt werden. Diese elektrodynamische
Anziehungskraft ist insbesondere in dem dicht benachbarten Mittelbereich zwischen den Abschnitten 71 und
72 wirksam. Wenn der Stromfluß sich vergrößert, dann steigt auch die elektrodynamische Kraft an und dient
dazu, die Ausblaskräfte an der Berührungsfläche zwischen dem Träger 29 und den Abschnitten 71 und 72
zu versetzen, wobei diese Ausblaskräfte ansteigen wenn der Stromfluß ansteigt.
Die Abschnitte 71 und 72 sind außerdem mit ausgerichteten, in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen 81 ausgestattet,
durch die querverlaufende Stifte 82 hindurchstehen. Längs der Außenseite eines jeden Abschnitts 71,
72 verläuft eine Zugschraubenfeder 83, die am Stift 52 und dem Querstift 82 verankert ist. Zwischen der Feder
83 und jedem Abschnitt 71,72 befindet sich eine zylindrische Nockenfolgerolle 84. Die Federn 83 spannen die
Nockenfolgerollen 84 auf das Kontaktarm-Schwenkgelenk
und gegen die Oberfläche des Antriebs vor, die Nockenbahnen 66, 67 aufweist.
Unter normalen Betriebsbedingungen liegen die Nockenfolgerollen 84 in den Vertiefungen 66, so daß bei Betätigung
des Antriebs zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung der Kontakt 26, 27 geschlossen bzw.
geöffnet wird. Wenn jedoch die Kontakte 26, 27 geschlossen sind und ein hoher Überlaststrom auftritt, dann bewirken
die elektrodynamischen Kräfte eine Trennung der Kontakte 26, 27, wobei der Kontaktarm 28 in die Öffnungsstellung gemäß Figur 1 überführt wird, bevor der Antrieb
50 Gelegenheit hat, sich von seiner Schließstellung in
seine Öffnungsstellung zu bewegen. Wenn dies geschieht,
bewirkt eine anfängliche Bewegung des Kontaktarmes 27 in Öffnungsrichtung des Leistungsschalters eine Bewegung
des Nockenfolgeorgans 84 nach oben gemäß Fig. 4, bis die Nockenfolgerollen die Nockenvertiefungen ti6 verlassen
und auf die konvexe Nockenbahn 67 auflaufen. Die Grenze 86 (Fig. 7) zwischen den Nockenbahnen 66,
67 stellt die Totpunktstellung des Kontaktarms 28 dar. Wenn das Nockenfolgeorgan 84 sich in Kontaktöffnungsrichtung
bewegt, wie durch den Pfeil A in Figur 7 angedeutet, dann verläßt die Nockenrolle die Vertiefung
66 und'Vewegt sich über den Punkt 86 hinaus und durch
die Feder 83 wird die Nockenfolgerolle 84 in Richtung
des Pfeiles A vorgespannt. Die Krümmung der Nockenbahn
67 kann so gewählt werden, daß für die anfängliche Bewegung der Nockenfolgerolle 84 nach Verlassen der Vertiefung
66 diese Bewegung sehr schnell verläuft. Diese Bewegung verlangsamt sich etwas, wenn die Nockenfolgerolle
84 den Vorsprung 68 erreicht, so daß dann die Nockenfolgerolle 84 den Vorsprung 68 berührt, obgleich
sie in die Öffnungsstellung gemäß dem Pfeil A vorgespannt
ist, und es besteht keine Gefahr, daß sich die Nockenfolgerolle über den Vorsprung 68 hinausbewegt.
Außerdem erfolgt die Abbremsung der Nockenfolgerolle
84 in der Weise, daß keine Gefahr besteht, daß der Kontaktarm 28 in die Schließstellung zurückprallt, nachdem
er durch elektromagnetische Kräfte in die Öffnungsstellung überführt worden ist, was schwerwiegende Überlastströme
zur Folge haben könnte. Die darauf folgende Bewegung des Antriebs 50 in die Öffnungsstellung bewirkt
eine Relativbewegung zwischen dem Antrieb 50
und dem Kontaktarm 28, um die Nockenfolgerolle 84 in die Nockenvertiefung 66 zu überführen.
Während der meisten Zeit befindet sich die Nockenfolgerolle 84 normalerweise in der tiefsten Lage in der
Nockentasche 66. Diese Bedingung dauert während der Schließbewegung des Kontaktarms 28 fort bis zu jenem
Punkt, wo der bewegliche Kontakt 27 anfangs den stationären Kontakt 26 berührt. Der Antrieb 50 setzt jedoch
seine Bewegung in Schließrichtung (im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1) fort, und dabei wird die Nockenfolgerolle
84 durch den Abschnitt 87 der Nockenvertiefung 66 erfaßt. Hierdurch wird der Querstift so beaufschlagt,
daß er sich etwas vom Drehzapfen 52 wegbewegt, wodurch zusätzlich die Federn 83 gespannt werden. Obgleich
die Wirkungslinie der Federn 83 allgemein in Längsrichtung gegenüber dem Kontaktarm 28 verläuft,
führt die Winkelbeziehung zwischen der Nockenoberfläche 87 und der Nockenfolgerolle 84 zu einer relativ
kräftigen Kraftkomponente in Kontaktschließrichtung.
Die Form der Nockenbahn 67 ist so zugeschnitten, daß während des elektromagnetischen Ausblasvorgangs der
Kontaktarm 28 wirksam über die Totpunktstellung in Öffnungsrichtung befindlich ist, sobald die Nockenfolgerolle
84 über den Punkt 86 hinausbewegt ist. Es ist ersichtlich, daß diese letztgenannte Bedingung erreicht
wird, nachdem eine relativ kleine Bewegung des Kontaktarms 28 in Öffnungsrichtung erfolgt ist.
Die elektrodynamischen Ausblaskräfte, die den Leistungsschalter
10 während hoher Fehlerbedingungen öffnen, rühren aus dem Zusammenwirken der magnetischen Felder
her, die die Stromflüsse im Kontaktarm 28 und dem
stationären Kontaktstreifen 25 durchströmen. Letzterer ist aus leitendem Blechmaterial ausgestanzt,
wobei das Stanzverfahren eine allgemein U-förmige Ausnehmung schafft, die wirksam drei dicht
benachbarte, langgestreckte Arme 102, 103, 104 bildet, die durch den Verbindungsabschnitt 106 an jenem Ende
des Streifens 25 verbunden sind, das der Leitungsklemme 22 abgewandt ist. Die Klemmenverbindung 107
des Bandes 25 wirkt als Leitungsverbindung zwischen den Enden der äußeren Arme 103, 104, die dem Verbindungsabschnitt
106 abgewandt sind. Die Querschnittsfläche der äußeren Arme 103, 104 ist im wesentlichen
gleich, und die Querschnittsfläche des inneren Armes 102 ist im wesentlichen gleich der kombinierten Querschnittsfläche
der Arme 103 und 104.
Wenn der Leistungsschalter 10 geschlossen ist, dann liegt der bewegliche Kontaktarm 28 dem inneren Arm
sehr nahe an. Die Breite des Kontaktarmes 28 ist kleiner als die Breite des inneren Arms 102, und die
Abstände zwischen dem inneren Arm 102 und den äußeren Armen 103, 104 ist sehr viel kleiner als die Dicke des
Teils, aus dem der Streifen 25 ausgestanzt ist. Ein relativ steifes, flexibles Isolierblatt 110 ist
zwischen den beweglichen Kontaktarm 28 und den Streifen 25 gefügt und bedeckt diesen über den größten Teil. Das
Isolatorblatt 110 i*st mit einem Ausschnitt 111 versehen, durch den der stationäre Kontakt 26 vorsteht. Perforationen
innerhalb der Basis 11 positionieren den Streifen 25. Der Lichtbogenkontakt 105 wirkt als Klemme zum
Halten des Streifens 25. Das heißt, der Lichtbogen-
- : *"*""" '34i 1276
kontakt 105 ist mit einzelnen Öffnungen für zwei
Schrauben 112 versehen, die in Gewindelöchern (nicht dargestellt) in dem Basisteil 11 eingeschraubt werden,
nachdem sie durch den Stegabschnitt 114 des U-förmigen Ausschnitts 101 im Streifen 25 und die Öffnungen im
Isolator 110 und dem Lichtbogenkontakt 105 gesteckt sind.
Der Strom, der in das Band 25 an der Klemme 107 eintritt, fließt in der gleichen Richtung durch die
äußeren Arme 103, 104 und durch den Verbindungsabschnitt 106, vereinigt sich dann und fließt in der
entgegengesetzten Richtung durch den inneren Arm 102. Zu dieser Zeit erfolgt der Stromfluß im beweglichen
Kontaktarm 28 in einer Richtung entgegen der Stromflußrichtung durch den inneren Arm 102, so daß unter schwerwiegenden
Fehlerstrombedingungen eine sehr starke elektrodynamische Kraft erzeugt wird, um den beweglichen
Kontaktarm 28 zurückzuschlagen, wodurch letztere in Öffnungsrichtung bewegt wird. Während die Ströme,
die in dem Kontaktarm 28 und den äußeren Armen 103, 104 fließen, in der gleichen Richtung verlaufen, sind
die Anziehungskräfte nicht wesentlich im Vergleich mit den abstoßenden Kräften, die zwischen dem Innenarm
und dem Kontaktarm 28 erzeugt werden, weil ein größerer Raum zwischen den Armen 28 und 103, 104 im Vergleich
mit dem Abstand zwischen den Armen 28 und 102 besteht. Der Arm 28 ist gegenüber den Armen 103, 104 versetzt,
so daß nur die anziehenden Kraftkomponenten in der Bewegungsebene für den Kontaktarm 28 der abstoßenden
Kraft entgegenwirkt. Die anziehenden Kräfte, die normal zur Bewegungsebene des Kontaktarms 28 wirken, sind
gleich und in entgegengesetzten Richtungen, so daß keine resultierende Wirkung zustande kommt.
Im folgenden wird auf die Figuren 9a bis 9e Bezug genommen. Die Achse des Schwenkstiftes 52 des Kontaktarmes
ist im Träger 29 festgelegt und steht über (He
ausgerichteten vergrößerten Öffnungen 99 in den Kontaktarmabschnitten
71, 72 vor. In Figur 9a sind die Kontakte 26, 27 in ihrer vollen Schließstellung gezeigt.
Die anfängliche Öffnungsbewegung des Kontaktarms 28 findet um den Schwenkstift 52 statt, der in
dem oberen Abschnitt der Öffnung 99 zu liegen kommt (Fig. 9b). An den nach außen versetzten Abschnitten
der Kontaktarmabschnitte 71, 72 ist jeweils eine Zunge 98 angeordnet, die an der oberen Oberfläche 97 der
Lasche 30 angreift. Wenn diese Berührung erfolgt, dann verschiebt sich der Schwenkpunkt für den Kontaktarm
nach den Zungen 98, und die Lage des Schwenkstiftes innerhalb der Öffnung 99 ändert sich, wie aus Fig. 9c
ersichtlich ist, bis die volle Öffnungsstellung gemäß
Figur 9d erreicht ist, wobei der Stift 52 sich am Grund der Öffnung 99 und benachbart zu dessen Wand
96 befindet. Der Schwenkstift 52 verbleibt in dieser Lage relativ zur Öffnung 99 während der Schließbewegung
des Kontaktarms 28, bis ein anfänglicher Eingriff zwischen dem beweglichen Kontakt 27 und dem
stationären Kontakt 26 (Figur 9e) stattfindet. Jedoch dauert eine nach unten gerichtete Kraft fort, die
durch die Kniehebel 34, 35 auf den Antrieb 50 wirkt, was wiederum eine nach unten gerichtete Kraft auf dem
Kontaktarm 28 zur Folge hat, wodurch bewirkt wird, daß
letzterer etwas um den Angriffspunkt zwischen den
Kontakten 26 und 27 verschwenkt wird. Dies bewirkt, daß das gegenüberliegende Ende des Kontaktarmes 28
sich nach unten bewegt und dabei wird die gelochte Wand 96 so beaufschlagt, daß sie am Stift 52 entlang
läuft, wodurch der Kontaktarm 28 gemäß Fig. 9e nach links in die Schließstellung gemäß Fig. 9a bewegt
wird, wodurch bewirkt wird, daß der bewegliche Kontakt über der oberen Oberfläche des stationären
Kontaktes 26 schleift.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es können jedoch zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
Claims (13)
- Patentanwälte .;.". : -'.„-"-QIpG-ing*. CQ&WERSchEuropäische Patentvertreter Dipl.-lng.6üntherKochEuropean Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.Tino HaibachDipl.-Ing. Rainer FeldkampD-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai dDatum: 27· März 1984Siemens-Al 1 IS , Inc. Unser Zeichen: 17 874 - K/ApPerimeter Center Parkway
Atlanta, Georgia / USALeistungsschalterPatentansprüche:Leistungsschalter mit einem stationären Kontakt (26), mit einem beweglichen Kontakt (27), der mit dem stationären Kontakt (26) in Kontaktberiihrung überführbar ist, mit einem Kontaktarm (28), an dessen einem Ende aer bewegliche Kontakt (27) festgelegt ist und mit einem Schwenkgelenk (29), an dem das andere Ende des Kontaktarms (28) angelenkt ist, dessen Bewegung eine Ein- und Abschaltung bewirkt, und mit einem leitenden Träger (29) für das Schwenkgelenk (52), dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (28) an seinem anderen Ende in einen ersten und einen zweiten Gabelarm (71,72) gegabelt ist, daß zwischen den Gabelarmen der Träger (29) angeordnet ist, und daß Vorspannmittel (76,77) den Träger (29) zwischen den Gabelarmen (71,72) festklemmen, um eine gute elektrische Schleifberührung zwischen dem Träger (29) und den Gabelarmen (71, 72) zu bewirken, während der Kontaktarm (28) in Ruhe oder Bewegung befindlich ist. - 2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (28) über den Mittelabschnitt bis in den Bereich des Kontaktendes gegabelt ist.
- 3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch ..gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel (76,77) vom Gelenk (52) abgewandt sind.
- 4. Leistungsschalter nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel im mittleren Bereich der längs verlaufenden Abschnitte der Gabelarme (71,72) angeordnet sind.
- 5. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (52) des Schwenkgelenkes durch vergrößerte Ausnehmungen des ersten und zweiten Gabelarmes verläuft, daß der Gelenkträger (29) an einer Anschlußlasche (30) ansetzt, daß jeder Gabelarmendabschnitt eine Zunge (98) aufweist, die an der Anschlußlasche (30) während der Bewegung des Kontaktarmes in die Ausschaltöffnung anstößt und bewirkt, daß die Drehachse versetzt wird, so daß eine Kontaktschleifbewegung zustande kommt.
- 6. Leistungsschalter nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die vergrößerten Öffnungen teilweise durch Nockenoberflächen (96,99) definiert werden, daß während derBewegung des Kontaktarms (28) von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung die Gelenkachse (52) zunächst an einer ersten Stelle längs der Nockenoberfläche zu liegen kommt, und daß bei einer weiteren Bewegung des Kontaktarmes (28) die Nockenoberflächen sich relativ zu der Schwenkachse so bewegen und derart mit dieser zusammenwirken, daß eine begrenzte Längsbewegung zwischen Kontaktarm und Festkontakt stattfindet, so daß ein Schleifen zwischen stationärem Kontakt und beweglichen Kontakt stattfindet.
- 7. Leistungsschalter nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Längsbewegung des Kontaktarmes (28) nach der Anschlußlasche hin erfolgt.
- 8. Leistungsschalter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkgelenkachse (52) durch vergrößerte öffnunqen in den ersten und zweiten Abschnitt des Kontaktarmes hindurchsteht und jede öffnung teilweise durch Nockenoberflächen (96,99) definiert ist, daß während der Bewegung des Kontaktarmes (28) aus der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung die Schwenkgelenkachse an einer ersten Stelle längs der Nockenoberfläche liegt, und daß bei weiterer Bewegung des Kontaktarms die Gelenkachse derart auf der Nockenoberfläche wandert, daß eine Gleitberührung der Kontaktoberflächen zustande kommt.
- 9. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während der begrenzten Bewegung des Kontaktarmes der bewegliche Kontakt sich nach dem Träger (29) hin bewegt.
- 10. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (28) einen ersten und zweiten Abschnitt (71,72) aufweist, die seitlich nebeneinander liegen und an einem Ende aneinanderstoßen, und daß der bewegliche Kontakt (27) an beiden Abschnitten (71,72) befestigt ist und sich über die beiden Abschnitte erstreckt.
- 11. Leistungsschalter nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel (76,77) von dem anderen den beweglichen Kontakt (27) tragenden Ende abgewandt sind.
- 12. Leistungsschalter nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel im Mittelbereich der Abschnitte (71, 72) angeordnet sind.
- 13. Leistungsschalter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in den beiden Abschnitten in gleicher Richtung verlaufen und eine elektrodynamische Kraft dazwischen erzeugen, welche eine zusätzliche Kraft auf den Träger (29) ausübt und die Vorspannmittel (76,77) unterstützt, um zwischen den Gabelarmen den Träger (29) festzuklemmen, und daß unter schwerwiegendenFehlerstrombedingungen die zusätzliche Kraft im wesentlichen durch die elektrodynamischen Ausblaskräfte aufgehoben wird, die durch Ströme erzeugt werden, die an der Verbindungsfläche zwischen Träger und den Abschnitten fließen.
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Owner name: SIEMENS AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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