DE3909681A1 - Kontaktvorrichtung fuer einen schalter - Google Patents

Kontaktvorrichtung fuer einen schalter

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    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/50Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung, insbesondere auf eine Kontaktstruktur für einen Kippschaltertyp, bei dem auf die Beseitigung des im Augenblick des Öffnens oder Schließens des Kontaktes infolge Spiels in der Mechanik auftretenden Kontaktprellens hingearbeitet ist.
Gewöhnlich bestehen die Kontaktbetätigungsglieder mechanischer Schaltgeräte oftmals aus einer Kombination beweglicher Kippkontaktglieder mit irgendeinem Typ von Verbindungsmechanik, wie etwa einem Gelenkstangenmechanismus für die Schalterbetätigung. Zur Erzeugung des Kontaktdruckes beim Schließen des Kontaktes dient eine Kontaktfeder.
Da aber um jeden Drehzapfen, der zur Verbindung oder Zwischenverbindung der beweglichen Kontaktglieder und der Betätigungsverbindungsmechanik dient, ein geringes Spiel besteht, und da sich die Spiele im Kontaktpunkt summieren, d.h., am freien Ende des beweglichen Kontaktgliedarmes, wird unabhängig von der Kontaktfederkraft ein beträchtliches Maß an Lose erzeugt, so daß zwangsläufig Prellen oder Tanzen im Augenblick des Öffnens oder Schließens des Kontaktes auftritt. Das bedeutet, daß in einem solchen Augenblick ein unvollständiger Kontakt vorliegt, selbst wenn durch die Kontaktfeder am Ende des Schließens des Kontaktes ein ausreichender Betrag an Kontaktkraft auf die Kontaktglieder aufgebracht wird. Ein solches Prellen und Tanzen tendiert dahin, bei jedem Schaltvorgang die Lichtbogenbildung zu vergrößern, was zu schwerwiegender Abnutzung und Rauhigkeit der Kontaktoberflächen führen kann. Weiter wirken, wenn das Schaltgerät einen Kurzschlußstrom schließt oder unterbricht, die durch den Strom verursachten elektromagnetischen Rückstoßkräfte auf den beweglichen Kontaktgliedarm ein und überlagern sich dem Prellen, so daß ein solcher fehlerhafter Kontakt unter extremen Bedingungen zu einem Verschweißen des Kontaktes führen kann.
Im herkömmlichen Rahmen sind verschiedene Maßnahmen getroffen worden, um solche Rückstoßkräfte zu vermeiden. Eines der einfachsten und zuverlässigsten Mittel, um die Probleme zu überwinden, ist das Herstellen kreisförmiger Schleifenschaltungen mit Hilfe eines an die beweglichen Kontaktarme angeschlossenen flexiblen Leiters, wie in den Figuren der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht ist. Aber selbst wenn ein solches Mittel bei der Kontaktstruktur eingesetzt wird, kann die Rückstoßkraft im Augenblick des Öffnens oder Schließens des Kontaktes nicht beseitigt werden, sofern Spiel um den Drehzapfen besteht, weil in solchen Augenblicken eine freie Beweglichkeit um den Zapfen und in der Struktur nicht als exakte Drehbeweglichkeit wirkt. Das Prellen und Tanzen bleibt also als ernsthaftes Problem bestehen, auch wenn die genannten Strukturen verwendet werden.
Es ist daher bei Schaltgeräten, welche starke Kurzschlußströme schalten müssen, sehr wichtig, das mechanische, durch Spiel um die Gelenkzapfen der Mechanik auftretende Prellen oder Tanzen zu beseitigen.
In den Fig. 7, 8 und 9 sind jeweils Längsschnittansichten zu verschiedenen konventionellen Grundbeispielen über den Zusammenhang zwischen einem beweglichen Kontaktarm und Federanordnungen dargestellt. In den Fig. 8A und 9A sind die Öffnungen um die Drehzapfen übertrieben groß dargestellt, um zu verdeutlichen, an welcher Seite bei den in den Fig. 8 und 9 dargestellten Anordnungen die oben erwähnten Spiele jeweils auftreten. Die Fig. 10 und 11 stellen Querschnitte entlang der Linie X-X und XI-XI der Fig. 8 und 9 dar.
Wie in den Fig. 7 bis 9 der Zeichnungen dargestellt, weist eine Kontaktvorrichtung eines herkömmlichen elektrischen Schalters einen feststehenden Kontaktstab 101, einen feststehenden Kontakt 102, einen beweglichen Kontaktarm 103, einen beweglichen Kontakt 104, ein bewegliches Kontakthalterungsglied 105 sowie eine BetätigungsVerbindungsglied 106 auf, die beide über den beweglichen Kontaktarm 103 und einen Drehzapfen 104 zu einer Einheit Verbunden sind. Sie weist ferner einen Anschlag 110 am beweglichen Kontakthalterungsglied 105 für den beweglichen Kontaktarm 103, eine am bewegliche Kontaktarm 103 anliegende Feder 111, und einen mit dem Endabschnitt des beweglichen Kontaktarmes 103 verbundenen flexiblen Leiter 112 auf. Halterungssysteme für die Feder 111 können grob eingeteilt werden in Systeme, bei denen die Feder zwischen dem beweglichen Kontakthalterungsglied 105 und dem beweglichen Kontaktarm 103 angeordnet ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, und in ein System, bei dem die Feder zwischen dem beweglichen Kontaktarm 103 und einem feststehenden Glied 113 angeordnet ist, wie das in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten System, bei dem die Feder 111 zwischen dem beweglichen Kontakthalterungsglied 105 und dem beweglichen Kontaktarm 103 angeordnet ist, beeinflußt die Kraft der Feder 111 die Betätigungsmechanik einschließlich des Betätigungsverbindungsgliedes 106 nicht, so daß das Spiel zwischen dem Zapfen 107, der den Anschluß mit dem Betätigungsverbindungsglied 106 herstellt, und den Öffnungen des Betätigungsverbindungsgliedes 106 durch die Feder 111 nicht einseitig gelagert ist. In diesem System ist Prellen bis zu einem gewissen Grade immer vorhanden.
Weiter ist bei dem in den Fig. 8 und 9 dargestellten System der bewegliche Kontakt 104 an der einen Seite des Zapfens 107 und die Feder 111 an der anderen Seite des beweglichen Kontaktarmes 103 angeordnet. Weiter handelt es sich bei der Feder 111 um eine Druckfeder, die auf dem ortsfesten Element 113, üblicherweise eine Isolatormontageplatte, aufsitzt. In der Schließstellung erzeugt die Feder einen Kontaktdruck und eine einseitige Vorbelastung in Öffnungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes 103. Bei dieser Anordnungs der Feder 111 ist das Spiel zwischen dem das Betätigungsverbindungsglied 106 ankoppelnden Drehzapfen 107 und der Öffnung des beweglichen Kontakthalterungsglied 105 ausgesprochen einseitig gelagert. Dadurch wird das Kontaktprellen natürlich im gewissen Umfange verringert.
Die Lage des Spiels um die Drehzapfen ist in den Fig. 8A und 9A Veranschaulicht. In diesen Figuren bezeichnet:
103 A, die Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 103; 105 A und 105 B, die Öffnungen des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 105; 106 A, die Öffnung für das Betriebsverbindungsglied 106; und 108 A, die Öffnung für das Stützglied 108.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen tritt Spiel aber immer noch im beweglichen Kontaktarm selber auf, obwohl die Feder 111 zwischen dem beweglichen Kontaktarm 103 und dem ortsfesten Element 113 angebracht ist, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, so daß das Prellen nicht vollständig beseitigt werden kann.
Denn bei jedem der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Kontaktvorrichtungen ist der Anschlag 110 in Bezug auf den Gelenkzapfen 107 des beweglichen Kontaktarmes 103 auf der Seite der Feder 111 angebracht. In Fig. 8 ist der Anschlag an einer Stelle zwischen dem Zapfen 107 des beweglichen Kontaktarmes 103 und der Feder 111 angeordnet, während er in Fig. 9 am Ende des beweglichen Kontaktarmes 103 angeordnet ist, also von der Feder 111 weiter weg. In jedem Falle entsteht eine Kontaktdruckkraft F gemäß der Formel:
F = P × L 1/L 2.
In der Formel bedeutet P die Betätigungskraft der Feder 111; L 1, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 107 und der Feder 111; und L 2, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 107 und der Mitte des beweglichen Kontaktes 104.
Nun tritt aber bei der in den Fig. 8 und 10 dargestellten bekannten Konstruktion unterhalb des Drehzapfens 107 Spiel zwischen der Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 103 und dem Drehzapfen 107 auf, und der bewegliche Kontaktarm 103 dreht sich zusammen mit dem Anschlag 110 hauptsächlich zu Beginn des Kontaktes so lange, bis das Spiel verschwindet, so daß der Kontaktdruck F′ während dieser Zeit durch folgende Formel ausgedrückt werden kann:
F′ = P × C/D (C/D<1).
In dieser Formel bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder; C, den Abstand zwischen dem Anschlag 110 und der Feder 111; und D, den Abstand der Feder 111 zur Mitte des beweglichen Kontaktes 104. Gemäß der vorstehenden Formel ergibt sich ein Nachteil insofern, als der im ersten Augenblick auftretende Kontaktdruck F′ beträchtlich niedriger ist als der gewünschte Kontaktdruck F.
Bei der in den Fig. 9 und 11 dargestellten bekannten Kontruktion tritt das Spiel 115 zwischen der Öffnung 103 A des beweglichen Kontaktarmes 103 und dem Drehzapfen 107 oberhalb des Drehzapfens 107 auf, so daß es scheint, daß zu Beginn des Kontaktes der gewünschte Druck durch die Feder 111 ausgeübt wird. Ehe es zum Kontakt kommt, ist aber die Größe der Kraft Q zum Andrücken des Drehzapfens 107 mit dem beweglichen Kontaktarm 103 gegeben durch die folgende Formel:
Q = P × A/B (A/B<1).
In der Formel bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder 111; A, den Abstand zwischen dem Anschlag 110 und der Feder 111; und B, den Abstand zwischen dem Anschlag 110 und dem Drehzapfen 107. Gemäß dieser Formel ergibt sich ein Nachteil insofern, als der Beitrag der Feder 111 zur Aufrechterhaltung der stabilen Lage erheblich verringert ist. Auch wenn der mechanische Widerstand des flexiblen Leiters 112 der Betätigungskraft der Feder 111 entgegenwirkt, um die Betätigungskraft der Feder 111 zu annulieren, nimmt der bewegliche Kontaktarm eine äußerst instabile Lage ein, mit der Folge, daß der im ersten Augenblick auftretende Schließdruck erheblich verringert ist oder gar verschwindet.
Es ist demgemäß das Ziel der Vorliegenden Erfindung, eine Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die einen Kippkontakt besitzt und eine Konstruktion aufweist, welche ein zwischen einem beweglichen Kontaktglied und einem feststehenden Glied angeordnetes Federglied aufweist, wobei jedes in Verbindung mit dem beweglichen Kontaktglied und dem Betätigungsverbindungsglied jeweils auftretende Spiel beseitigt ist, so daß ein ausreichender Momentanschließdruck im Augenblick des Schließens oder Öffnens des Kontaktes erzielt wird.
Um das genannte Ziel zu erreichen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kontaktvorrichtung eines Schalters mit einer Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung ausgestattet, welche umfaßt:
  • - einen feststehenden Kontaktstab mit einem feststehenden Kontakt,
  • - einen beweglichen Kontaktarm, der mit Hilfe eines Drehzapfens drehbar an einem bewegliche Kontakthalterungsglied gelagert ist, wobei ein beweglicher Kontakt auf einer Seite des beweglichen Kontaktarmes in Bezug auf den Drehzapfen vorgesehen ist, wobei der bewegliche Kontaktarm durch einen flexiblen Leiter mit einem feststehenden Leiter verbunden ist, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen oder zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist;
  • - ein mechanisches Verbindungsmittel, das mit dem beweglichen Kontakthalterungsglied zur Erzeugung einer Bewegung des beweglichen Kontakthalterungsgliedes, wie auch mit dem beweglichen Kontaktarm in Verbindung steht, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen und zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist;
  • - ein Federungsmittel, das zwischen einer anderen als der einen Seite des beweglichen Kontaktarmes und einem feststehenden Abschnitt der Schaltvorrichtung angeordnet ist, um den beweglichen Kontaktarm in eine Richtung vorzuspannen, in der der bewegliche Kontakt mit dem feststehenden Kontakt in Berührung gebracht wird, um den beweglichen und den feststehenden Kontakt in der Schließstellung festzuhalten, und um das bewegliche Kontakthalterungsglied in Richtung auf die Öffnung durch den Drehzapfen vorzuspannen;
  • - ein Anschlagmittel, das auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied angeordnet ist und die Bewegung des beweglichen Kontaktarmes auf dem beweglichen Kontakthalterungsarm begrenzt, wenn die Schaltvorrichtung geöffnet ist;
  • - wobei das Anschlagmittel auf der genannten einen Seite des beweglichen Kontaktarmes angebracht und dort mit dem beweglichen Kontaktarm in Verbindung steht.
Die Erfindung sei nunmehr anhand der in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 und 2 der Zeichnungen stellen Längsschnittansichten dar, welche den grundsätzlichen Aufbau des Erfindungsgegenstandes wiedergeben;
Fig. 1A und 2B zeigen übertriebene Lagesituationen des Spiels um jeden der Drehzapfen in Fig. 1 und 2;
Fig. 3 und 4 zeigen Querschnitte entlang den Linien III-III und IV-IV der Fig. 1 und 2, jeweils in Richtung der Pfeile gesehen;
Fig. 5 und 6 zeigen alternative Verkörperungen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundausführung der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 5 eine Längsschnittansicht der Schließstellung und Fig. 6 eine Längsschnittansicht der Öffnungsstellung wiedergibt;
Fig. 7, 8 und 9 stellen Querschnittsansichten der KontaktVorrichtungen dar, welche die Grundausführungsformen der Federvorrichtung nach dem Stande der Technik zeigen, wobei Fig. 8A und 9A Teilansichten sind, die übertrieben den Spalt um jeden der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Drehzapfen darstellen; und
Fig. 10 und 11 zeigen Querschnittsansichten entlang der Linie X-X und XI-XI der Fig. 8 und 9, jeweils in Richtung des Pfeiles gesehen.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht ein Kontaktteil des Schaltgerätes gemäß der Erfindung aus einem feststehenden Kontaktstab 1 mit einem feststehenden Kontakt 2; einem beweglichen Kontaktarm 3 mit einem beweglichen Kontakt 4; einem beweglichen Kontakthalterungsglied 5; einem Betätigungsverbindungsglied 6; einem feststehenden Rahmen 8, welcher das bewegliche Kontakthalterungsglied 5 drehbar lagert; einem Anschlag 10 für den beweglichen Kontaktarm 3, der am beweglichen Kontakthalterungsglied 5 angebracht ist; eine Feder 11, die mit dem beweglichen Kontaktarm 3 in Verbindung steht; einem flexiblen Leiter 12, der mit dem Ende des beweglichen Kontaktarmes 3 Verbunden ist; und einem feststehenden Element 13. Die Kontaktstruktur des in Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltgerätes weist eine zwischen dem beweglichen Kontaktarm 3 und dem feststehenden Element 13 gefaßte Feder 11 auf und unterscheidet sich von der bekannten Struktur durch den Punkt, an welchem der Anschlag 10 an der Seite der Kontakte 2 und 3 in Verbindung mit dem Drehzapfen 7 des beweglichen Kontaktarmes 3 angeordnet ist.
Weiter zeigt Fig. 2 eine alternative Ausführungsform zu der in Fig. 1. In Fig. 1 dient der Drehzapfen 7 des beweglichen Kontaktarmes 3 als Verbindungszapfen des Betätigungsverbindungsgliedes 6, während in Fig. 2 der bewegliche Kontaktarm 3 durch den Zapfen 7 des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 5 gehalten wird. Das bewegliche Kontakthalterungsglied 5 und das Betätigungsverbindungsglied 6 sind durch den Zapfen 14 verbunden, so daß der Drehzapfen 7 für den beweglichen Kontakt 3 und der Drehzapfen 14 für das Betätigungsverbindungsglied 6 ausschließlich dazu dienen, die gleiche Wirkung wie der Drehzapfen in Fig. 1 hervorzurufen.
Die Lage des Spiels um die Drehzapfen ist in den Fig. 1A und 2A dargestellt. In diesen Figuren bedeuten: 3 A, die Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 3; 5 A, 5 B und 5 C, die Öffnungen des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 5; 6 A, die Öffnung für das Betätigungsverbindungsglied 6; und 8 A, die Öffnung für das Abstützglied 8.
Nachstehend wird die Betriebsweise der Kontaktstruktur eines Schaltgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung, in Übereinstimmung mit Fig. 1, wie folgt beschrieben:
Der Kontaktdruck der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist für den geschlossenen Zustand durch die nachfolgende Formel bestimmt:
F = P × L₁/L₂ .
Darin bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder 11; L 1, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 7 und der Feder 11; und L 2, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 7 und dem Kontakt.
Bei der Kontaktstruktur des Schaltgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht oberhalb des Zapfens 7 ein Spiel zwischen der Öffnung 15 des beweglichen Kontaktarmes 3 und dem Drehzapfen 7, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, so daß der gewünschte Druck im Augenblick der Kontaktbetätigung sofort wirksam wird. Die Kraft Q zum Anpressen des Drehzapfens 7 an den beweglichen Kontaktarm 3 vor der Kontaktnahme wird durch die nachfolgende Formel beschrieben:
Q = P × A/B (A/B<1) .
In der Formel bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder 11; A, den Abstand zwischen dem Anschlag 10 und der Feder 11; und B, den Abstand zwischen dem Anschlag 10 und dem Drehzapfen 7. Gemäß dieser Formel wird die Betätigungskraft der Feder 11 vergrößert, um das Kontaktprellen zu vermeiden, das im Moment des Schließens ein Zusammenstoßen der Kontakte verursachen würde. Durch die Vergrößerung des Betätigungsdruckes wird ein Kontaktdruck erzielt, der demjenigen kurz nach dem Augenblick des Schließens erreichten normalen Kontaktdruck gleicht.
Da der mechanische Widerstand des flexiblen Leiters 12 normalerweise in die gleiche Richtung wirkt wie derjenige der Betätigungskraft P der Feder 11 kurz vor dem Schließen, wirkt dieser mechanische Widerstand auf die Vergrößerung des Betätigungskontaktdruckes in der gewünschten Richtung hin. Auch geht kurz nach dem Augenblick des Kontaktschließens die Stillstandsposition des beweglichen Kontaktarmes 3 aus der Stellung des Anschlages 10 zum Kontakt selbst über, wobei aber die Betätigungsrichtung der auf den Drehzapfen 7 wirkenden Kraft nicht geändert wird, so daß beim Schließen kein Prellen auftritt.
In den Fig. 5 und 6 der Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen dargestellt, die auf der Vorgenannten Grundform der Kontaktstruktur eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung beruhen. Fig. 5 und 6 stellen Längsschnittansichten dar, die jeweils den Schließzustand und den Öffnungszustand der Kontaktstruktur wiedergeben.
Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, ist die Kontaktvorrichtung für den Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem feststehenden Kontaktstab 21 ausgestattet, der einen feststehenden Kontakt 22 an seinem einen Ende aufweist und auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Grundplatte 33 aufsitzt. Desgleichen ist ein beweglicher Kontaktarm 23 mit einem beweglichen Kontakt 24 zum Schalten des feststehenden Kontaktes 22 mit einem unteren Betätigungsverbindungsglied 26 einer Betätigungsmechanik und einem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 zu einer Einheit verbunden und über einen Drehzapfen 27 drehbar daran gelagert.
Das bewegliche Kontakthalterungsglied 25 wird von einem Zapfen 29 drehbar an einem feststehenden Rahmen 28 gelagert und ist an seinem einen Ende mit einem Anschlag 30 versehen, der mit einer am Berührungsende des beweglichen Kontaktarmes 23 angebrachten Kerbe 23 a zusammenwirkt.
Weiter ist am Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 ein Ende eines flexiblen Leiters 32 unter Bildung einer um den Drehzapfen 29 geführten Schleife angeschlossen, während das andere Ende des Leiters 32 durch eine Schraube 35 mit einer Anschlußklemme 34 Verbunden ist. Die Anschlußklemme 34 durchdringt die Grundplatte 33 und ist mit einem Anschlußleiter 36 auf der anderen Plattenseite Verbunden. Ein Federungsmittel 31 zum Aufbringen einer Kontaktkraft auf den beweglichen Kontaktarm 23 ist in eine relativ schwache erste Feder 31 a und eine relativ starke Feder 31 b aufgeteilt. Die erste Feder 31 a ist eine Torsionsfeder und derart um den Drehzapfen 29 des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 25 angeordnet, daß sie sowohl zwischen der Öffnungs- als auch der Schließstellung arbeiten kann, wobei sie mit einem Ende mit einem am Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 angebrachten Stift 37 in Verbindung steht und mit dem anderen Ende mit einem feststehenden Element 38.
Weiter ist die zweite Feder 31 b zwischen dem Kopfabschnitt eines Druckgliedes 39, das mit dem Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 in Verbindung treten kann, und der Grundplatte angeordnet, wobei das Druckglied 38 beweglich auf der Grundplatte 33 abgestützt ist. Das Druckglied 39 wird normalerweise durch die Feder 31 b bis in die durch einen Anschlag 39 a am unteren Ende des Gliedes begrenzte Position angehoben. Das Druckglied 39 arbeitet nur in Kontaktrichtung und berührt den beweglichen Kontaktarm 23 etwas vor Kontaktschluß, und es löst sich von ihm etwas später als der Kontaktöffnung. Zur Isolation und zum Schutz des Druckgliedes 39 dient ein Isolierzylinder 40 auf der Grundplatte 33.
Das obere Ende des unteren Betätigungsverbindungsgliedes 26 ist mit einem oberen Betätigungsverbindungsglied 42 durch einen Drehzapfen 41 verbunden. Das obere Betätigungsverbindungsglied 42 ist am feststehenden Rahmen 28 durch einen Zapfen 23 drehbar gelagert, während ein an dem Betätigungsverbindungsglied 42 angebrachter Führungsstift 44 mit einem am feststehenden Rahmen 28 angebrachten Führungseinschnitt 28 a in Eingriff steht. Weiter ist eine Querschiene 45 vorgesehen, um die Mehrfachpole als Einheit mit Hilfe einer Antriebsmechanik (nicht dargestellt) operativ zu drehen. Das obere Betätigungsverbindungsglied 42 wird durch einen Betätigungsarm 46, die beide mit der Querschiene 45 eine Einheit bilden, zum Öffnen und Schließen um den Zapfen 43 gedreht.
Wenn die Querschiene 45 Von der Betätigungsmechanik aus der Schließstellung im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Verbindungsglied 42 um den Zapfen 43 zusammen mit dem Führungsstift 44 gedreht, der durch den Führungseinschnitt 28 a gleitet, um das untere Verbindungsglied 26 mitzuziehen. Dadurch wird das bewegliche Kontakthalterungsglied 25 im Uhrzeigersinn um den Zapfen 29 in die in Fig. 6 gezeigte Öffnungsstellung gedreht. In dieser Stellung ist das Druckglied 39, das in der Schließstellung mit dem beweglichen Kontaktarm 23 in Berührung stand, vom beweglichen Kontaktarm 23 getrennt, und das Druckglied 39 wird durch die Wirkung der zweiten Feder 31 b solange aufwärtsbewegt, bis es durch das Begrenzungsmittel 39 a gestoppt, aber die mechanische Verbindung zum beweglichen Kontakt auf dem beweglichen Kontaktarm 23 isoliert ist.
Bei der oben beschriebenen Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 durch den Drehzapfen 27 gehalterte bewegliche Kontaktarm 23 so aufgebaut, daß das auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 angebrachte Anschlagmittel 30 in der Lage ist, in oder außer Eingriff zu kommen; daß die Federmittel 31 (31 a, 31 b) zwischen dem beweglichen Kontaktglied 23 und dem feststehenden Glied 33 (38) an der anderen Seite des Drehzapfens 27 vorgesehen sind und eine Kraftrichtung besitzen, die zur Kontaktgabe des feststehenden Kontaktes 24 und des beweglichen Kontaktes 22, sowie zum Trennen des beweglichen Kontaktarmes 23 führt; und daß jegliches, auf Seiten des beweglichen Kontaktgliedes 23 selber sowie der oberen und unteren Betätigungsverbindungsglieder 42 und 26 bestehendes Spiel vermieden wird, um einen ausreichenden momentanen Schließ- und Öffnungsdruck zu erzeugen.
Weiter ist in Verbindung mit dem oben erwähnten Aufbau des beweglichen Kontaktarmes 23, der Anschlagmittel 30 und der Federungsmittel 31 der flexible Leiter 32 ebenfalls mit dem beweglichen Kontaktarm 23 unter Bildung einer um den Drehzapfen des beweglichen Kontakthalterungsarmes 25 verlaufenden runden Schleife befestigt, wodurch beim Schließen der Kontakte die Lichtbogenbildung vermieden wird, indem die in der Schleife entstehenden elektromagnetischen Kräfte, die durch den beim Schließen eines Kurzschlusses entstehenden starken Strom verursacht werden, auf den Kontaktabschnitt ohne jede Störung seitens des Drehzapfens 27 einwirken.
Weiter müssen die Federn für das bewegliche Kontaktglied 23 so beschaffen sein, daß sie in erster Linie genügend Kraft auf den Kontakt ausüben, wenn er geschlossen ist; daß sie aber nicht so stark sind, daß sie beim Schließen ernsthafte Störungen verursachen. In diesem Sinne kann durch Aufteilen der Federungsmittel 31 in eine relativ schwache erste Feder 31 a, welche in Richtung auf das Öffnen der Kontakte aus jeder offenen oder geschlossenen Stellung arbeiten kann, und eine relativ starke Feder 31 b, welche nur bei oder in der Nähe der Schließposition arbeitet, beim Schließen zuviel Gegenkraft vermieden werden, was sogar weitere Einsparungen hinsichtlich der Abmessungen der Betätigungsmechanik ermöglicht. Demgemäß kann der Nachteil bei den konventionellen Methoden weitgehend beseitigt werden, bei denen die Druckfeder die Öffnungskraft immer bis in die Öffnungsstellung hinein aufbringt und im Schließzustand Ausbeulen aufgrund der beträchtlichen Dehnungsrate ermöglicht. Auch ergibt sich bei der Aufteilung in zwei Federarten der Vorteil, daß die Überdehnung des stärkeren Federmittels 31 b durch Anbringen Von Begrenzungsmitteln 39 a gegen die Ausdehnung derselben vermieden werden kann, und daß eine stabile Betätigungskraft über einen weiten Drehwinkelbereich durch Verwendung einer Torsionsfeder seitens des schwächeren Federmittels 31 a aufgebracht werden kann.
Weiter werden die Kontaktabschnitte der Kontaktstruktur gewöhnlich aus der Stellung der Federn nach Herstellung des Kontaktes heraus angepreßt, und diese Stellung muß auch nach Eintreten einer gewissen Abnutzung der Kontakte sichergestellt bleiben. Der Betrag dieser Stellungssicherheit wird Reibabstand genannt, und dementsprechend wird dieser Abstand als relative Verschiebung des beweglichen Kontaktarmes 23 zum beweglichen Kontakthalterungsglied 25 vor und nach dem Schließen dargestellt. Obgleich es sich hierbei um den relativen Bewegungswinkel handelt, weil das bewegliche Kontaktglied ein Drehkontakttyp ist, stellt der Reibabstand praktisch doch die Verschiebung des beweglichen Kontaktarmes in einen vom Drehzapfen 27 entfernten Punkt dar. Um diesen Verschiebungswert zu bestimmten, reicht es als praktische Maßnahme aus, bei Ende des Kontaktschlusses nur den Spalt zwischen dem Anschlag 30 und der Anschlagfläche des beweglichen Kontaktarmes 23 zu messen. Da bei der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen ist, daß der Anschlag 30 an der Außenseite des beweglichen Kontaktarmes 23 angebracht ist, kann dieser Spalt eingesehen werden. Durch Anbringen eines Vorsprunges oder einer V-förmigen Kerbe 23 a an einer von der Lichtbogenstellung des beweglichen Kontaktgliedes 23 entfernten Stelle kann ein Anschlag 30, der nicht direkt der Lichtbogenbildung ausgesetzt ist, gebildet werden, ohne daß dadurch die Möglichkeit der Messung des Reibabstandes verlorengeht, wobei die untere Seite des beweglichen Kontaktgliedes gegen den Anschlag 30 anliegt.

Claims (5)

1. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung, umfassend:
  • - einen feststehenden Kontaktstab mit einem feststehenden Kontakt,
  • - einen beweglichen Kontaktarm, der mit Hilfe eines Drehzapfens drehbar an einem beweglichen Kontakthalterungsglied gelagert ist, wobei ein beweglicher Kontakt auf einer Seite des beweglichen Kontaktarmes in Bezug auf den Drehzapfen vorgesehen ist, wobei der bewegliche Kontaktarm durch einen flexiblen Leiter mit einem feststehenden Leiter verbunden ist, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen oder zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist;
  • - ein mechanisches Verbindungsmittel, das mit dem beweglichen Kontakthalterungsglied zur Erzeugung einer Bewegung des beweglichen Kontakthalterungsgliedes, wie auch mit dem beweglichen Kontaktarm in Verbindung steht, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen und zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist;
  • - ein Federungsmittel, das zwischen einer anderen als der einen Seite des beweglichen Kontaktarmes und einem feststehenden Abschnitt der Schaltvorrichtung angeordnet ist, um den beweglichen Kontaktarm in eine Richtung vorzuspannen, in der der bewegliche Kontakt mit dem feststehenden Kontakt in Berührung gebracht wird, um den beweglichen und den feststehenden Kontakt in der Schließstellung festzuhalten, und um das bewegliche Kontakthalterungsglied in Richtung auf die Öffnung durch den Drehzapfen vorzuspannen;
  • - ein Anschlagmittel, das auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied angeordnet ist und die Bewegung des beweglichen Kontaktarmes auf dem beweglichen Kontakthalterungsarm begrenzt, wenn die Schaltvorrichtung geöffnet ist;
  • - wobei das Anschlagmittel auf der genannten einen Seite des beweglichen Kontaktarmes angebracht und dort mit dem beweglichen Kontaktarm in Verbindung steht.
2. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Kontakthalterungsglied als Drehelement ausgebildet und drehbar an einem zweiten feststehenden Zapfen gelagert ist, und daß der flexible Leiter in Gestalt einer runden, um den zweiten Zapfen gelegten Schleife ausgebildet ist.
3. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungsmittel ein relativ schwaches erstes Federmittel aufweisen, das in allen Stellungen zwischen dem Öffnen und Schließen arbeitet, sowie ein relativ starkes Federmittel, das nur bei oder in der Nähe der Schließstellung arbeitet.
4. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktarm einen Vorsprung oder eine V-förmige Kerbe aufweist, wovon eine Seite in der Öffnungsstellung des beweglichen Kontaktes mit dem Anschlag in Berührung steht.
5. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federmittel eine um den zweiten Zapfen gewundene Torsionsfeder ist, und das zweite Federmittel eine Druckfeder ist, die mit Mitteln zur Begrenzung einer übermäßigen Ausdehnung der Feder versehen ist.
DE3909681A 1988-03-24 1989-03-23 Kontaktvorrichtung fuer einen schalter Granted DE3909681A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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JP63068241A JPH01241720A (ja) 1988-03-24 1988-03-24 開閉器の接触子装置

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