DE3432086C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für elektrische
Leistungsschalter mit einem Kontakthebel und einem diesen
gelenkig aufnehmenden Hebelträger, der durch eine Antriebs
vorrichtung zum Ein- und Ausschalten um ein ortsfestes Lager
verschwenkbar ist, wobei zwischen dem Kontakthebel und dem
Hebelträger eine Kontaktkraftfeder angeordnet ist und in den
Kontakthebel eine die Kontaktkraft vergrößernde, durch eine
Stromschleife erzeugte stromabhängige Kraft einleitbar ist.
Eine Kontaktanordnung dieser Art ist beispielsweise durch die
US-PS 27 04 311 bekannt geworden. Bei dieser und ähnlichen
Kontaktanordnungen (vgl. beispielsweise DE-AS 11 16 782,
DE-AS 12 18 594, US-PS 26 95 345 und US-PS 35 50 049) greifen
die stromabhängigen Kräfte an einem Schenkel des Kontakt
hebels an; der dem mit dem beweglichen Schaltstück versehenen
Schenkel gegenüberliegt. Diese Anordnung beruht darauf, daß
die Richtung der stromabhängigen Kräfte durch den schleifen
förmigen Aufbau der Strombahn festgelegt ist. Häufig wird
hierzu ein biegsamer Leiter benutzt, der ohnehin erforderlich
ist, um eine ortsfeste Leiterschiene mit den beweglichen
Teilen der Kontaktanordnung zu verbinden. Man benötigt die
stromabhängigen Kräfte, um auch beim Fließen hoher Fehler
ströme eine ausreichende Kontaktkraft solange sicherzustellen,
bis die Auslöser des Leistungsschalters ein Ausschaltsignal
abgeben.
Beim Einschalten derartiger Kontaktanordnungen wird der Kon
takthebel mittels seines zugehörigen Hebelträgers zunächst
im wesentlichen parallel zu sich selbst verschoben, bis das
bewegliche Schaltstück auf das zugehörige feste Schaltstück
auftrifft. Der Hebelträger führt jedoch noch eine weitere Bewegung
aus, in deren Verlauf die Kontaktkraftfeder gespannt
wird. Dieser Vorgang ist mit einer Schwenkbewegung des Kontakthebels
um seinen Drehpunkt an dem Hebelträger verbunden.
Es ist beobachtet worden, daß der Kontakthebel beim Einschalten
um sein Drehlager an dem Hebelträger Prellschwingungen
ausführen kann, die durch das Aufeinandertreffen der Schaltstücke
verursacht werden. Diese Erscheinung ist unerwünscht,
weil sie zu einer Beschädigung und zum Verschweißen der
Schaltstücke führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung
der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die
Prellschwingungen beim Einschalten möglichst unterbleiben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
zur Einleitung der stromabhängigen Kraft in den Kontakthebel
ein an dem Hebelträger unabhängig von dem Kontakthebel gelagerter,
nur im Sinne der Verstärkung der Kontaktkraft mit
dem Kontakthebel zusammenwirkender Andruckhebel vorgesehen
ist. Der Kontakthebel läßt sich dann
einarmig ausbilden, wodurch
seine Neigung zu Drehschwingungen um sein an dem Hebelträger
befindliches Lager wesentlich verringert ist. Ein durch die
plötzliche Abbremsung der bewegten Teile beim Aufeinandertreffen
der Schaltstücke verursachtes Durchschwingen des
Andruckhebels um seine Gelenkstelle an dem Hebelträger hat
keinen Einfluß auf den Kontakthebel, weil zwischen diesem und
dem Andruckhebel nur eine einsinnig wirkende Kupplung besteht.
Es ist an sich bekannt, bei Kontaktanordnungen für Niederspannungs-
Leistungsschalter zur Vergrößerung der Kontaktkraft
einen gesonderten Andruckhebel vorzusehen, der mit einem
Anker eines von dem über die Kontaktanordnung fließenden
Strom erregten Magnetsystems versehen ist. Das zugehörige
Joch des Magnetsystems befindet sich dabei an dem Hebelträger
der Kontaktanordnung. Zwar läßt diese Anordnung ein relativ
günstiges Prellverhalten erwarten; sie ist aber - abgesehen
von dem relativ großen konstruktiven Aufwand - hinsichtlich
der erreichbaren Kompensationskraft grundsätzlich den Strom
schleifen unterlegen und eignet sich daher nicht für Leistungs
schalter, die ein Schaltvermögen von etwa 100 kA erreichen
sollen (DE-Zeitschrift "Siemens-Zeitschrift, März 1934, Seiten
73 bis 76).
Ferner ist es bekannt (US-PS 36 63 906) bei einer linear be
wegbaren Druckkontaktanordnung für einen Vakuumleistungs
schalter zusätzlich zu einer Antriebseinrichtung zur Betätigung
der Kontakte und zur Erzeugung einer Kontaktkraft eine Hebel
anordnung vorzusehen, die zur Erzeugung einer stromabhängigen
Kraft dient. Hierzu ist die Hebelanordnung kniehebelartig aus
gebildet und dient als Träger eines biegsamen Strombandes,
welches insgesamt etwa U- oder schleifenförmig angeordnet ist.
Hierdurch wird auf die Kniehebelanordnung eine Kraft im Sinne
der Streckung des Kniehebelsystems und damit einer Vergrößerung
der Kontaktkraft ausgeübt. Aufgrund der Anwendung von Strom
kräften ist diese Anordnung prinzipiell in der Lage, abstoßende
Kräfte zwischen den Schaltstücken zu kompensieren. Das Prellen
der Schaltstücke beim Einschalten wird durch die Schleifenan
ordnung jedoch nicht zwangsläufig verhindert, da eine nicht
durchgedrückte Kniehebelanordnung, wie sie bei der bekannten
Anordnung vorgesehen ist, in Abhängigkeit von den Massen der
Kniehebel und den in dem System enthaltenen Federkräften zu
Schwingungen neigen kann.
Wird bei einer Kontaktanordnung gemäß der Erfindung, wie dies
bekannt ist, die stromabhängige Kraft mittels eines biegsamen
Leiters erzeugt, der einen ortsfesten Leiter mit dem Kontakt
hebel leitend verbindet, so empfiehlt sich eine derartige Ge
staltung, daß der biegsame Leiter unmittelbar an dem Kontakt
hebel nahe dessen Drehgelenk befestigt ist und daß der An
druckhebel zur Aufnahme der stromabhängigen Kraft ein Wider
lager für den biegsamen Leiter sowie eine Arbeitsfläche be
sitzt, die nur im Sinne einer Verstärkung der Kontaktkraft
mit einer Arbeitsfläche des Kontakthebels zusammenwirkt. Hier
durch wird erreicht, daß die stromabhängigen Kräfte trotz der
unmittelbaren Verbindung des biegsamen Leiters mit dem Kon
takthebel auf diesen im wesentlichen nur durch den Andruck
hebel zur Wirkung gelangen.
Zur Übertragung der stromabhängigen Kraft auf den Kontakt
hebel kann das Widerlager an seinem dem Drehlager des An
druckhebels mit einer als Arbeitsfläche dienenden Stirnfläche
versehen sein, die mit der Arbeitsfläche des Kontakthebels
zusammenwirkt.
Der Hebelträger kann ein gemeinsames Drehlager für den Kon
takthebel und den Andruckhebel aufweisen. Somit ist die neue
Kontaktanordnung im wesentlichen ohne Vergrößerung ihrer
Masse durch die Unterteilung des bei den bekannten Kontakt
anordnungen vorgesehenen zweiarmigen Kontakthebels in zwei
getrennte einarmige Hebel ausführbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann ferner
vorsehen, daß der Kontakthebel bezüglich seines Drehlagers
als Winkelhebel ausgebildet ist, dessen einer Schenkel ein
Schaltstück trägt und dessen anderer, kürzerer Schenkel eine
Verbindungsstelle für den biegsamen Leiter aufweist sowie mit
der Arbeitsfläche und einem Widerlager für die Kontaktkraft
feder versehen ist. In dieser Ausführung verhält sich der
Kontakthebel beim Einschalten wie ein einarmiger Hebel mit
entsprechend günstigem Prellverhalten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er
läutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Kontaktanordnung nach der Erfindung
in einer Seitenansicht im eingeschalteten Zustand.
Eine Frontansicht, besonders der beweglichen Teile der Kon
taktanordnung, zeigt die Fig. 2.
Die Grundkörper von zwei verschiedenen Kontakthebeln sind ge
sondert in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
Einen Andruckhebel zeigt die Fig. 5.
In der Fig. 1 ist die Hauptstrombahn eines Niederspannungs
Leistungsschalters dargestellt. Diese umfaßt eine obere orts
feste Anschlußschiene 1 mit mehreren feststehenden Haupt
schaltstücken 2 (Fig. 2) und einem feststehenden Lichtbogen
schaltstück sowie Kontakthebeln 4 und 5 für die beweglichen
Hauptschaltstücke 6 und das Lichtbogenschaltstück 7, einen
biegsamen Leiter 10 für jeden Kontakthebel und eine weitere
ortsfeste Anschlußschiene 11. Während die feststehenden
Hauptschaltstücke 2 an einer Stirnseite der Stromschiene 1
befestigt sind, ist das feststehende Lichtbogenschaltstück 3
und ein zugehöriges Lichtbogenhorn 12 lösbar mit der Anschluß
schiene 1 verbunden. Ebenso sind die beweglichen Hauptschalt
stücke 6 Bestandteile der Kontakthebel 4, während das beweg
liche Lichtbogenschaltstück 7 und ein zugehöriges Lichtbogen
horn 13 lösbar mit dem Kontakthebel 5 verbunden sind. Fig. 2
ist zu entnehmen, daß je ein Kontakthebel 4 zu beiden Seiten
des mit dem Lichtbogenschaltstück versehenen Kontakthebels 5
angeordnet ist. Es kann auch eine größere Anzahl von Kontakt
hebeln 4 vorgesehen sein.
Die Kontakthebel 4 und 5 sind suf einem gemeinsamen Lager
bolzen 14 schwenkbar gelagert, der an einem etwa dreieckigen
Hebelträger 15 angebracht ist. Dieser ist aus zwei gleichen,
parallel zueinander mit Abstand angeordneten Platten 18 zu
sammengesetzt (Fig. 2). Der Hebelträger 15 ist seinerseits
um ein ortsfestes Drehlager 16 an seinem unteren Ende
schwenkbar gelagert. Ein weiteres Gelenk 17 dient zur Ein
leitung einer zum Ein- und Ausschalten benötigten Antriebs
bewegung in den Hebelträger 15 mittels eines Treibhebels 20.
Das Gelenk 17 ist in der Fig. 2 zur Verbesserung der Über
sichtlichkeit nicht dargestellt.
wie die Fig. 3 und 4 zeigen, besitzen die Kontakthebel 4
und 5 eine etwa stiefelförmige Gestalt, wobei zur Aufnahme
des Lagerbolzens 14 dienende Öffnungen 21 bzw. 22 etwa im
Bereich des Stiefelabsatzes angeordnet sind. Die vorderen
Stiefelteile oder Schenkel 38 und 39 bilden dabei das Wider
lager 23 bzw. 24 von Kontaktkraftfedern 25, die sich an einem
weiteren Widerlager 26 des Hebelträgers 15 abstützen. An den
Absatz der Stiefelform anschließende Ausnehmungen 27 und 28
der Kontakthebel 4 und 5 dienen zur Befestigung des biegsamen
Leiters 10 mit seinem Ende. Wie man erkennt, liegt die An
griffsstelle der biegsamen Leiter 10 infolge dieser Anordnung
nahe bei den Lageröffnungen 21 bzw. 22, so daß die in den
biegsamen Leitern 10 entstehenden stromabhängigen Kräfte auf
die Kontakthebel 4 und 5 nur eine verhältnismäßig geringe
unmittelbare Wirkung haben. Der Hauptteil der Kräfte gelangt
zur Einwirkung auf die Kontakthebel 4 und 5 mittels geson
derter Andruckhebel 30. Einer dieser Andruckhebel ist in der
Fig. 5 gesondert gezeigt. Der Andruckhebel 30 besitzt gleich
falls zur Aufnahme des Lagerbolzens 14 vorgesehene Öffnungen
31 in seinen parallelen Schenkeln 40 sowie ein Widerlager 32,
an dem sich der biegsame Leiter 10 mit einem Teil seiner
Länge flächig abstützt, wie die Fig. 1 zeigt. Die den Kon
takthebeln 4 und 5 zugewandte Stirnfläche 33 der Andruckhebel
30 liegt in der Fig. 1 unmittelbar neben der Ausnehmung 27
bzw. 28 zwischen dem Absatz und der Sohle an der Unterseite
der Stiefelform an.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind die Kontakthebel 4 und 5
bezüglich ihres Drehlagers auf dem Gelenkbolzen 14 als Win
kelhebel ausgebildet, wobei der eine Schenkel 36 bzw. 37, der
als Schaft der Stiefelform bezeichnet werden könnte, als Trä
ger der Schaltstücke 2 bzw. 3 dient. Der andere kürzere
Schenkel 38 bzw. 39 bildet als Vorderteil der Stiefelform die
Ausnehmungen 27 und 28 als Befestigungsstellen für das Strom
band sowie die Arbeitsflächen 34 bzw. 35 und die Widerlager
23 bzw. 24. Da die Schenkel 38 und 39 verhältnismäßig masse
arm ausführbar sind, verhält sich die neue Anordnung wesent
lich günstiger als die bekannten zweiarmigen Kontakthebel mit
ihrer über das Gelenk erheblich hinausragenden Länge und des
halb größeren Neigung zu Prellschwingungen.
Die vorstehend beschriebene Kontaktanordnung wirkt in folgen
der Weise:
In der dargestellten Einschaltstellung stehen die Hauptschalt stücke 2 und 6 unter dem Einfluß der Kontaktkraftfedern 25 miteinander in Berührung. Über die Kontaktanordnung fließende hohe Ströme bewirken eine Vergrößerung der zwischen den Hauptschaltstücken 2 und 6 wirkenden Kontaktkraft dadurch, daß die biegsamen Leiter 10 auf die Andruckhebel 30 mittels deren Widerlager 32 ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerich tetes Drehmoment ausüben. Dieses Drehmoment wird über die stirnseitigen Arbeitsflächen 33 der Andruckhebel 30 auf Ar beitsflächen 34 und 35 der Kontakthebel 4 und 5 übertragen. Kommt es nun zur Auslösung des Schalters, so wird die Ver klinkung des Treibhebels 20 aufgehoben und der Hebelträger 15 wird im Uhrzeigersinn um sein Drehlager geschwenkt. Hier bei tritt unter dem Einfluß der Kontaktkraftfedern 25 eine Relativbewegung zwischen dem Hebelträger 15 und den Kontakt hebeln 4 und 5 um deren gemeinsamen Lagerbolzen 14 auf. Dies hat zur Folge, daß sich die Hauptschaltstücke 2 und 6 vonein ander trennen, so daß nun der Strom auf die Lichtbogenschalt stücke 3 und 7 kommutiert wird. Bei der weiteren Bewegung des Hebelträgers 15 um sein Drehlager 16 trennen sich nun auch die Lichtbogenschaltstücke 3 und 7 in bekannter Weise unter Bildung eines Schaltlichtbogens, der über die Lichtbogenhör ner 12 und 13 in eine in der Fig. 1 nicht gezeigte Lösch einrichtung überführt wird.
In der dargestellten Einschaltstellung stehen die Hauptschalt stücke 2 und 6 unter dem Einfluß der Kontaktkraftfedern 25 miteinander in Berührung. Über die Kontaktanordnung fließende hohe Ströme bewirken eine Vergrößerung der zwischen den Hauptschaltstücken 2 und 6 wirkenden Kontaktkraft dadurch, daß die biegsamen Leiter 10 auf die Andruckhebel 30 mittels deren Widerlager 32 ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerich tetes Drehmoment ausüben. Dieses Drehmoment wird über die stirnseitigen Arbeitsflächen 33 der Andruckhebel 30 auf Ar beitsflächen 34 und 35 der Kontakthebel 4 und 5 übertragen. Kommt es nun zur Auslösung des Schalters, so wird die Ver klinkung des Treibhebels 20 aufgehoben und der Hebelträger 15 wird im Uhrzeigersinn um sein Drehlager geschwenkt. Hier bei tritt unter dem Einfluß der Kontaktkraftfedern 25 eine Relativbewegung zwischen dem Hebelträger 15 und den Kontakt hebeln 4 und 5 um deren gemeinsamen Lagerbolzen 14 auf. Dies hat zur Folge, daß sich die Hauptschaltstücke 2 und 6 vonein ander trennen, so daß nun der Strom auf die Lichtbogenschalt stücke 3 und 7 kommutiert wird. Bei der weiteren Bewegung des Hebelträgers 15 um sein Drehlager 16 trennen sich nun auch die Lichtbogenschaltstücke 3 und 7 in bekannter Weise unter Bildung eines Schaltlichtbogens, der über die Lichtbogenhör ner 12 und 13 in eine in der Fig. 1 nicht gezeigte Lösch einrichtung überführt wird.
Beim Einschalten erfolgen die Bewegungen sinngemäß in umge
kehrter Reihenfolge, d. h. es treten zunächst die Lichtbogen
schaltstöcke 3 und 7 miteinander in Verbindung und erst an
schließend berühren sich die Hauptschaltstücke 2 und 6. Hier
bei ist nun wesentlich, daß die Andruckhebel 30 infolge des
Aufeinandertreffens der Schaltstöcke um ihre Lageröffnungen 31
eine von den Kontakthebeln 4 und 5 unabhängige Bewegung aus
führen können, da ihre Stirnflächen 33 von den Arbeits
flächen 34 und 35 der Kontakthebel 4 und 5 abheben können. Im
Gegensatz zu den bisher üblichen Kontaktanordnungen mit zwei
armigen Kontakthebeln ist hierdurch die Neigung zum Prellen
bedeutend vermindert. Dies äußert sich in einer verbesserten
Lebensdauer und einer vergrößerten Betriebssicherheit der
Kontaktanordnung.
Claims (5)
1. Kontaktanordnung für elektrische Leistungsschalter mit
einem Kontakthebel (5) und einem diesen gelenkig aufnehmenden
Hebelträger (15); der durch eine Antriebsvorrichtung (20) zum
Ein- und Ausschalten um ein ortsfestes Lager (16) verschwenk
bar ist, wobei zwischen dem Kontakthebel (5) und dem Hebel
träger (15) eine Kontaktkraftfeder (25) angeordnet ist und
zusätzlich in den Kontakthebel (5) eine die Kontaktkraft ver
größernde, durch eine Stromschleife erzeugte stromabhängige
Kraft einleitbar ist , dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Einleitung der stromabhängigen
Kraft in den Kontakthebel (5) ein an dem Hebelträger (15)
unabhängig von dem Kontakthebel (5) schwenkbar gelagerter,
nur im Sinne der Vergrößerung der Kontaktkraft mit dem Kon
tekthebel (5) zusammenwirkender Andruckhebel (30) vorgesehen
ist.
2. Kontaktanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 1 mit
einem den Kontakthebel (5) mit einer Stromschiene (11) elek
trisch verbindenden, die stromabhängige Kraft erzeugenden
biegsamen Leiter (10), dadurch gekennzeichnet,
daß der biegsame Leiter (10) unmittel
bar an dem Kontakthebel (5) nahe dessen Drehgelenk (14) be
festigt ist und daß der Andruckhebel (30) zur Aufnahme der
stromabhängigen Kraft ein Widerlager (32) für den biegsamen
Leiter (10) sowie eine Arbeitsfläche (33) besitzt, die mit
einer entsprechenden Arbeitsfläche (34, 35) des Kontakthebels
(4, 5) nur im Sinne einer Vergrößerung der Kontaktkraft zu
sammenwirkt.
3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Widerlager (32) an seinem
dem Drehlager (14, 31) des Andruckhebels (30) näher liegenden
Ende mit einer als Arbeitsfläche dienenden Stirnfläche (33)
versehen ist, die mit der Arbeitsfläche (34, 35) des Kontakt
hebels (4, 5) zusammenwirkt.
4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hebelträger (15) ein ge
meinsames Drehlager (Gelenkbolzen 14) für den Kontakthebel
(4, 5) und den Andruckhebel (30) aufweist.
5. Kontaktanordnung nsch Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kontakthebel (4, 5) be
züglich seines Drehlagers (14) als Winkelhebel ausgebildet
ist, dessen einer Schenkel (36, 37) ein Schaltstück (6, 7)
trägt und dessen anderer kürzer ausgebildeter Schenkel (38,
39) eine Verbindungsstelle (27, 30) für den biegsamen Leiter
(10) aufweist sowie mit der Arbeitsfläche (34, 35) und einem
Widerlager (23, 24) für die Kontaktkraftfeder (25) versehen
ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843432086 DE3432086A1 (de) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | Kontaktanordnung mit einer die kontaktkraft vergroessernden stromabhaengigen kraft |
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Publications (2)
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DE3432086A1 DE3432086A1 (de) | 1986-03-06 |
DE3432086C2 true DE3432086C2 (de) | 1990-06-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19843432086 Granted DE3432086A1 (de) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | Kontaktanordnung mit einer die kontaktkraft vergroessernden stromabhaengigen kraft |
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