DE3909681A1 - Kontaktvorrichtung fuer einen schalter - Google Patents
Kontaktvorrichtung fuer einen schalterInfo
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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.
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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