DE3901852A1

DE3901852A1 - Kontaktsystem fuer strombegrenzende leistungsschalter

Info

Publication number: DE3901852A1
Application number: DE3901852A
Authority: DE
Inventors: Hans Paluschka
Original assignee: KLOECKNER-MOELLER ELEKTRIZITAETSGESELLSCHAFT MBH 5300 BONN DE; Kloeckner Moeller Elektrizitaets GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-07-26
Also published as: ATE105971T1; EP0380012B1; EP0380012A1; DE59005697D1; ES2052979T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für strombegrenzende Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen Kontaktsystemen für Leistungsschalter mit zwei beweglichen Schaltarmen ist der eine Schaltarm über eine Schaltwelle mit dem Schaltschloß des Leistungsschalters verbunden und dient dem betriebsmäßigen Schalten. Gleichzei tig kann dieser Schaltarm bei Strombelastung im Kurzschluß bereich auch dynamisch öffnen, bevor die Schaltung über das Schaltschloß erfolgt.

Der zweite bewegliche Schaltarm, der auch mit zwei oder mehr parallelen Schaltarmen ausgebildet sein kann, ist an der Strombahn schwenkbar gelagert und durch eine oder mehrere Druckfedern in der Einschaltstellung gehalten. Er ist mit der Strombahn mit einer Litze verbunden und schwenkt im Kurz schlußfalle entgegen der Bewegungsrichtung des ersten Schalt armes, so daß sich die Öffnungsstrecke und auch die Öffnungs geschwindigkeit beim Abheben der Schaltkontakte aufgrund ei ner zusätzlichen Beschleunigung vergrößern. Dadurch wird der Lichtbogen zwischen den Kontaktstücken der Schaltarme zwar zusätzlich gelängt und schneller zum Erlöschen gebracht, je doch bildet die Litze für die Stromführung gerade an dem un teren Schaltarm insofern eine Schwachstelle, als die Schweiß befestigung der Litze am Schaltarm durch die schlagartigen Auslenkungen im Kurzschlußfalle mechanisch sehr stark bean sprucht wird und daher leicht defekt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, bei dem der zweite bewegliche Schaltarm an der Strombahn so ausgebil det und angeordnet ist, daß das Kontaktsystem im geschlosse nen Zustand einerseits einen derart geringen Kontakt-Über gangswiderstand aufweist, daß auf eine flexible Stromführung in Form einer Litze oder dergleichen zwischen dem schwenkba ren Schaltarm und der Strombahn verzichtet werden kann, und daß andererseits im Kurzschlußfalle der Lichtbogen noch stär ker aufgelängt und noch schneller zum Erlöschen gebracht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Kennzeich nungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 11 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

Dadurch, daß der zweite bewegliche Schaltarm mit koaxial zur Seite gerichteten Drehzapfen in offenen, etwa halbzylindri schen Lageraussparungen in schwenkbarer federnder Anlage an der Unterseite der Strombahn gehalten ist, ergibt sich einer seits durch die stabile Halterung des Schaltarmes im ge schlossenen Normalzustand des Kontaktsystemes ein einwand freier Stromübergang von den Lagerstellen an der Strombahn auf die Drehzapfen des Schaltarmes und weiter durch eine flä chige Berührung zwischen den Kontaktteilen weiter zu dem an deren beweglichen Schaltarm, der mit dem Schaltschloß verbun den ist, während bei der dynamischen Auslösung im Kurzschluß falle durch die federnde Abstützung des beweglichen Kontakt armes an der Strombahn bei gutem Kontaktdruck eine leichtgän gige und rasche Verschwenkung des beweglichen Schaltarmes ge genüber der Strombahn gewährleistet ist, was nicht nur zu ei ner zusätzlichen Längung des Lichtbogens im Kurzschlußfalle, sondern auch zu einer forcierten Löschung des Lichtbogens im Kurzschlußfalle führt.

Eine besonders vorteilhafte Schwenklagerung des beweglichen Schaltarmes ergibt sich durch das Merkmal des Anspruches 2 ebenso wie durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4, die zur freien Beweglichkeit des Schaltarmes im Kurzschlußfalle maß geblich beitragen.

Durch das Merkmal des Anspruches 5 ist außerdem sowohl im ge schlossenen Normalzustand als auch beim Auslösen im Kurz schlußfalle stets ein einwandfreier Stromübergang zwischen der Strombahn und dem beweglichen Schaltarm gewährleistet, und zwar entweder unmittelbar zwischen den Drehlagerausspa rungen für die Drehzapfen des Schaltarmes an der Unterseite der Gabelschenkel oder aber beim Auslösen im Kurzschlußfalle über die beiden Blattfedern, die sich von einer Befestigungs stelle an der Unterseite der Strombahn an den Gabelschenkeln erstrecken und die Drehzapfen des beweglichen Schaltarmes mit Lagerbügeln an ihren freien Enden untergreifen, die den La geraussparungen an den Gabelschenkeln gegenüberliegen.

Der Stromübergang von der Strombahn zu dem beweglichen Schaltarm kann dabei noch dadurch weiter verbessert werden, daß der Schaltarm gegenüber den Drehzapfen zum freien Ende der Strombahn hin parallel versetzte Anschlagnasen aufweist, die in der Einschaltstellung des Schaltarmes an der Oberseite der Strombahn anliegen und den federbelasteten Schaltarm zu sammen mit den Drehzapfen in seiner Einschaltstellung an der Strombahn sichern.

Eine besonders gute Kontaktgabe wird dabei dadurch erreicht, daß die Anschlagnasen am beweglichen Schaltarm gegenüber den dazu parallelen beiden Drehzapfen zum freien Ende der Strom bahn hin um einen Abstand zurückversetzt sind, der lediglich einen Teil des Abstandes zwischen den Drehzapfen und der vor deren Federabstützung ausmacht, so daß der Schaltarm in der Einschaltstellung unter dem Druck der Schraubendruckfeder so wohl mit den Drehzapfen als auch mit den beiden Anschlagnasen nach Art einer zweiarmigen Schaltwippe mit einem erhöhten Kontaktdruck an gegenüberliegenden Seiten der Strombahn an liegt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Kontaktsystem im geschlossenen Normalzustand,

Fig. 2 das Kontaktsystem beim Auslösen im Kurzschlußfalle in voll ausgezogenen Linien, während die endgültige Stellung der Schaltarme nach dem Kurzschluß nur ge strichelt angedeutet ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Strombahn des Kontaktsystems mit einem daran schwenkbar gelager ten Schaltarm,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Schaltarmes der Strombahn von Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Schaltarm von Fig. 4,

Fig. 6 eine Stirnansicht des Schaltarmes in Richtung des Pfeiles VI von Fig. 4,

Fig. 7 eine Ansicht einer Isolierabdeckung an dem Schalt arm der Strombahn und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung der Isolierabdeckung gemäß Schnittlinie VIII-VIII von Fig. 7

Das Kontaktsystem 1 für strombegrenzende Leistungsschalter hat üblicherweise je zwei bewegliche Schaltarme 2, 3 pro Pha se, von denen der eine 2 über eine Schaltwelle 4 mit dem nicht gezeigten Schaltschloß des Leistungsschalters in be kannter Weise verbunden ist und einerseits dem betriebsmäßi gen Schalten dient und andererseits bei Strombelastung im Kurzschlußbereich dynamisch öffnet, bevor die Schaltung über das Schaltschloß erfolgt.

Der zweite bewegliche Schaltarm 3 ist im Schaltergehäuse 5 an der Strombahn 6 derart schwenkbar gelagert und durch eine Druckfeder 7 in der Einschaltstellung von Fig. 1 gehalten, daß er im Kurzschlußfalle entgegen der Bewegungsrichtung des ersten Schaltarmes 2 schwenkt, so daß sich die Öffnungsstrec ke und die Öffnungsgeschwindigkeit beim Abheben der Schalt kontakte 2 a, 3 a aufgrund zusätzlicher Beschleunigung des be weglichen unteren Schaltarmes 3 vergrößern.

Wie insbesondere in Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, ist der zweite bewegliche Schaltarm 3 mit zwei koaxial zur Seite ge richteten Drehzapfen 8 in offenen, etwa halbzylindrischen La geraussparungen 9 in schwenkbarer federnder Anlage an der Un terseite 10 der Strombahn 6 gehalten.

Die Strombahn 6 ist im Bereich des beweglichen Schaltarmes mit einer U-förmigen Mittelaussparung 11 gabelförmig ausge bildet, wobei der bewegliche Schaltarm 3 die beiden Gabel schenkel 12, 13 der Strombahn 6 mit seinen beiden zur Seite gerichteten Drehzapfen 8 untergreift und durch zwei parallele Blattfedern 14, 15 in den beiden Lageraussparungen 9 an der Unterseite der Gabelschenkel 12, 13 der Strombahn 6 in Anlage gehalten ist.

Die freien Enden 16, 17 der Gabelschenkel 12, 13 der Strom bahn 6 sind gegenüber einer Befestigungsebene 18 für die Blattfedern 14, 15 an der Unterseite der Strombahn 6 derart parallel nach oben versetzt, daß sie sich im Anschluß an ei nen schräg ansteigenden Abschnitt 12 a, 13 a im Abstand vom Bo den 19 des Schaltergehäuses 5 erstrecken.

Die Lageraussparungen 9 für die Drehzapfen 8 des beweglichen Schaltarmes 3 sind im Bereich der Knickstelle zwischen dem ansteigenden Abschnitt 12 a, 13 a und den freien Enden 16, 17 der Gabelschenkel 12, 13 angeordnet.

Die beiden Blattfedern 14, 15, die den beweglichen Schaltarm 3 an den beiden Drehzapfen 8 unterstützen, erstrecken sich von der Befestigungsebene 18 an der Unterseite der Strombahn 6 an den Gabelschenkeln 12, 13 entlang und weisen an ihren freien Enden Lagerbügel 14 a, 15 a für die Drehzapfen 8 des be weglichen Schaltarmes 3 auf, die den Lageraussparungen 9 an den Gabelschenkeln 12, 13 gegenüberliegen.

Der zweite bewegliche Schaltarm 3 besitzt außerdem zwei zu den Drehzapfen 8 parallele Anschlagnasen 20, die zum freien Ende der Strombahn 6 hin derart versetzt sind, daß sie in der Einschaltstellung des Schaltarmes 3 von Fig. 1 an der Ober seite der Strombahn 6 anliegen und den federbelasteten Schaltarm 3 zusammen mit den Drehzapfen 8 in seiner Ein schaltstellung an der Strombahn 6 sichern.

Um einen erhöhten Kontaktdruck zu erzeugen, sind die An schlagnasen 20 am beweglichen Schaltarm 3 gegenüber den dazu parallelen beiden Drehzapfen 8 zum freien Ende der Strombahn 6 hin um einen Abstand 21 zurückversetzt, der lediglich einen Teil des Abstandes 22 zwischen den Drehzapfen 8 und der vor deren Federabstützung 7 ausmacht, und zwar im vorliegenden Fall in einem Längenverhältnis der den Abständen 21, 22 ent sprechenden Hebelarme von etwa 1 : 3, so daß der Schaltarm 3 in der Einschaltstellung von Fig. 1 unter der Wirkung der Schraubendruckfeder 7 sowohl mit den Drehzapfen 8 als auch mit den beiden Anschlagnasen 20 nach Art einer zweiarmigen Schaltwippe mit einem erhöhten Kontaktdruck an gegenüberlie genden Seiten der Strombahn 6 anliegt.

Die Anschlagnasen 20 können dabei einen zur Strombahn 6 hin keilförmig verjüngten oder abgerundeten Querschnitt haben, so daß sie mit ihren unteren Längsseiten an der Oberseite der Gabelschenkel 12, 13 der Strombahn 6 linien- oder streifen förmig anliegen und so einwandfreie Kontaktstellen für den Stromübergang von dem beweglichen Schaltarm 3 auf die Strom bahn 6 bilden.

Um das Abheben des beweglichen Schaltarmes 3 von der Unter seite der Strombahn 6 im Kurzschlußfalle zu begrenzen, ist am Schaltergehäuse 5 unterhalb der Drehzapfen 8 des beweglichen Schaltarmes 3 ein gehäusefester Anschlag 23 vorhanden.

Außerdem besitzt der bewegliche Schaltarm 3 eine die An schlagnasen 20 und einen Teil des Schaltarmes 3 bis an dessen Kontaktstück 3 a überdeckende Isolierkappe 24 (Fig. 4 bis 8) aus einem kurzschlußfesten Kunststoff, die verhindert, daß der im Kurzschlußfalle entstehende Lichtbogen an dem bewegli chen unteren Schaltarm 3 entlangläuft.

Ferner kann der Lichtbogen 25 besonders günstig den den bei den Schaltarmen 2, 3 gegenüberliegenden, in der Zeichnung nicht gezeigten Löschblechen zugeführt werden, wenn an der Strombahn 6, wie in Fig. 1 bis 3 im einzelnen zu erkennen ist, im Anschluß an die U-förmige Mittelaussparung 11 in Ver längerung des unteren beweglichen Schaltarmes 3 mindestens eine Lichtbogenführungsrippe 26 vorgesehen ist, die der be wegliche Schaltarm 3 im Kurzschlußfall berühren kann, so daß der Lichtbogen 25 überspringt und zusätzlich gelängt und zum Erlöschen gebracht wird.

Claims

1. Kontaktsystem für strombegrenzende Leistungsschalter mit je zwei beweglichen Schaltarmen pro Phase, von denen der eine über eine Schaltwelle mit dem Schaltschloß des Lei stungsschalters verbunden ist und einerseits dem be triebsmäßigen Schalten dient und andererseits bei Strom belastung im Kurzschlußbereich dynamisch öffnet, bevor die Schaltung über das Schaltschloß erfolgt, während der zweite bewegliche Schaltarm an der Strombahn derart schwenkbar gelagert und durch eine Druckfeder in der Einschaltstellung gehalten ist, daß er im Kurzschlußfal le entgegen der Bewegungsrichtung des ersten Schaltarmes schwenkt, so daß sich die Öffnungsstrecke und die Öff nungsgeschwindigkeit beim Abheben der Schaltkontakte aufgrund zusätzlicher Beschleunigung vergrößern, da durch gekennzeichnet, daß der zweite bewegliche Schaltarm (3) mit koaxial zur Seite gerichte ten Drehzapfen (8) in offenen, etwa halbzylindrischen Lageraussparungen (9) in schwenkbarer federnder Anlage an der Unterseite (10) der Strombahn (6) gehalten ist.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Strombahn (6) im Be reich des beweglichen Schaltarmes (3) derart gabelförmig ausgebildet ist, daß der bewegliche Schaltarm (3) die beiden Gabelschenkel (12, 13) der Strombahn (6) mit sei nen zur Seite gerichteten Drehzapfen (8) untergreift und durch zwei parallele Blattfedern (14, 15) in den beiden Lageraussparungen (9) an der Unterseite (10) der Gabel schenkel (12, 13) der Strombahn (6) in Anlage gehalten ist.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (16, 17) der Gabelschenkel (12, 13) der Strombahn (6) gegen über einer Befestigungsebene (18) für die Blattfedern (14, 15) an der Unterseite der Strombahn (6) höhenmäßig derart parallel versetzt sind, daß sie sich im Anschluß an einen schräg ansteigenden Abschnitt (12 a, 13 a) im Ab stand vom Boden (19) des Schaltergehäuses (5) erstrec ken.

4. Kontaktsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraussparungen (9) für die Drehzapfen (8) des beweglichen Schaltarmes (6) im Bereich der Knickstelle zwischen dem ansteigenden Abschnitt (12 a, 13 a) und den freien Enden (16, 17) der Gabelschenkel (12, 13) angeordnet sind.

5. Kontaktsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß sich die beiden Blattfedern (14, 15) von der Befestigungsebene (18) an der Unterseite der Strombahn (6) an den Gabel schenkeln (12, 13) entlang erstrecken und an ihren frei en Enden Lagerbügel (14 a, 15 a) für die Drehzapfen (8) des beweglichen Schaltarmes (3) aufweisen, die den La geraussparungen (9) an den Gabelschenkeln (12, 13) ge genüberliegen.

6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß der zweite bewegliche Schaltarm (3) gegenüber den Drehzapfen (8) zum freien Ende der Strombahn (6) hin parallel versetzte Anschlagnasen (20) aufweist, die in der Einschaltstel lung des Schaltarmes (3) an der Oberseite der Strombahn (6) anliegen und den federbelasteten Schaltarm (3) zu sammen mit den Drehzapfen (8) in seiner Einschaltstel lung an der Strombahn (6) sichern.

7. Kontaktsystem nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anschlagnasen (20) am beweglichen Schaltarm (3) gegenüber den dazu parallelen beiden Drehzapfen (8) zum freien Ende der Strombahn (6) hin um einen Abstand (21) zurückversetzt sind, der le diglich einen Teil des Abstandes (22) zwischen den Dreh zapfen (8) und der vorderen Federabstützung (7) aus macht, so daß der Schaltarm (3) in der Einschaltstellung unter dem Druck der Schraubendruckfeder (7) sowohl mit den Drehzapfen (8) als auch mit den beiden Anschlagnasen (20) nach Art einer zweiarmigen Schaltwippe mit einem erhöhten Kontaktdruck an gegenüberliegenden Seiten der Strombahn (6) anliegt.

8. Kontaktsystem nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagnasen (20) an dem beweglichen Schaltarm (3) einen zur Strombahn (6) hin keilförmig verjüngten oder abgerundeten Querschnitt haben und mit ihren unteren Längsseiten an der Oberseite der Gabelschenkel (12, 13) der Strombahn (6) linien- oder streifenförmige Kontaktstellen für den Stromüber gang von dem beweglichen Schaltarm (3) auf die Strombahn (6) bilden.

9. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß am Schal tergehäuse (5) unterhalb der Drehzapfen (8) des bewegli chen Schaltarmes (3) ein gehäusefester Anschlag (23) vorhanden ist.

10. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß der beweg liche Schaltarm (3) eine die Anschlagnasen (20) und ei nen Teil des Schaltarmes bis an dessen Kontaktstück (3 a) überdeckende Isolierkappe (24) aus einem kurzschlußfe sten Kunststoff aufweist.

11. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß an der Strombahn (6) in Verlängerung des unteren beweglichen Schaltarmes (3) mindestens eine Lichtbogenführungsrippe (26) vorhanden ist, und daß der bewegliche Schaltarm (3) im Kurzschlußfall diese Rippe (26) berühren kann.