DE69029305T2

DE69029305T2 - Stromkreisunterbrecher

Info

Publication number: DE69029305T2
Application number: DE69029305T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Kobayashi; Takao Mitsuhashi; Mitsugu Takahashi; Shinji Yamagata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: KR910007025A; JPH03102723A; JPH071657B2; EP0418786B1; ZA906489B; EP0418786A2; DE69029305D1; EP0418786A3; US5122625A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung bei einem Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers, der in Reihe geschaltet zwei Sätze von Kontakten für jede Phase aufweist. Die Erfindung betrifft insbesondere die Konfiguration des bewegbaren Kontaktarms beim Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers ist beispielsweise in der japanischen veröffentlichten, geprüften Patentanmeldung JP-A-50-118 260 beschrieben, die als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird und die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist. Ein wesentlicher Teil davon ist nachfolgend in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Wie in diesen Figuren dargestellt, sind ein erster feststehender Kontaktträger 1, der ein erstes feststehendes Kontaktstück 2 hat, und ein zweiter feststehender Kontaktträger 8, der ein zweites feststehendes Kontaktstück 7 hat, parallel und in gegenüberliegender Ausrichtung zueinander angeordnet.
Ein integraler, U-förmiger, bewegbarer Kontaktarm wird durch einen ersten bewegbaren Kontaktarm 4, einen zweiten bewegbaren Kontaktarm 5 und ein dazwischenliegendes Verbindungsstück 9 gebildet, das den ersten und den zweiten bewegbaren Kontaktarm 4, 5 integral verbindet, und weist jeweils ein erstes bewegbares Kontaktstück 3 bzw. ein zweites bewegbares Kontaktstück 6 auf. Der erste und zweite bewegbare Kontaktarm 4, 5 sind über dein ersten feststehenden Kontaktträger 1 und dem zweiten feststehenden Kontaktträger 8 in einer solchen Weise bewegbar angeordnet, daß das erste bewegbare Kontaktstück 3 und das zweite bewegbare Kontaktstück 6 jeweils das erste feststehende Kontaktstück 2 bzw. das zweite feststehende Kontaktstück 7 kontaktieren, wenn die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 mittels einer herkömmlichen Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) nach unten bewegt werden.
Die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 sind um einen Stift 10 schwenkbar montiert. Es ist eine Torsionsfeder 11 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende mit einem Teil des ersten bewegbaren Kontaktarms 4 und mit ihrem anderen Ende mit einem Arm 121 einer Betätigungseinrichtung 120 gekoppelt ist und die in ihrem mittleren Bereich um den Stift 10 herumgewickelt ist, um dadurch den ersten und den zweiten bewegbaren Kontaktarm 4, 5 nach unten gegen die feststehenden Kontaktstücke 2, 7 zu drükken.
Die oben genannten Komponenten sind auf einem Basisgehäuse 12 montiert, das aus einem isolierenden Kunststoffmaterial besteht. Das Basisgehäuse 12 weist eine Trennwand 15 auf, um daran einen ersten Lichtbogen löschenden Raum 13 auf ihrer einen Seite und einen zweiten Lichtbogen löschenden Raum 14 auf ihrer anderen Seite zu bilden. Die Betätigungseinrichtung 120 ist mit einer herkömmlichen Antriebsmechanik, wie beispielsweise einer Auslösemechanik oder einem entfernten Antriebs-Elektromagnet, über eine herkömmliche Querstange 123 in bekannter Weise verbunden. Die Querstange 123 verbindet gewöhnlich gleichartige Betätigungseinrichtungen von drei gleichartigen Leistungsschaltern für drei Phasen.
Der oben beschriebene Leistungsschalter vom allgemeinen Typ eines Doppelunterbrechers funktioniert wie folgt. Wenn die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 im Schließzustand sind, so daß jeweils das erste bewegbare Kontaktstück 3 und das zweite bewegbare Kontaktstück 6 mit dem ersten feststehenden Kontaktstück 2 bzw. dem zweiten feststehenden Kontaktstück 7 in Kontakt sind, fließt der Strom von dem ersten feststehenden Kontaktträger 1 durch das erste feststehende Kontaktstück 2, das erste bewegbare Kontaktstück 3, den ersten bewegbaren Kontaktarm 4, durch das Verbindungsstück 9, über den zweiten bewegbaren Kontaktarm 5, das zweite bewegbare Kontaktstück 6, das zweite feststehende Kontaktstück 7 und zu dem zweiten feststehenden Kontaktträger 8, oder in der zur oben beschriebenen entgegengesetzten Richtung.
Um die Schaltung zu unterbrechen, werden die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 in der in den Zeichnungen dargestellten Situation durch einen üblichen Betätigungsmechanismus (nicht gezeigt) im Uhrzeigersinn bewegt. Dann trennen sich die bewegbaren Kontaktstücke 3 und 6 jeweils von den feststehenden Kontaktstücken 2 bzw. 7, und Lichtbögen werden sowohl zwischen den sich trennenden Kontaktstücken 3 und 2 als auch zwischen den anderen sich trennenden Kontaktstücken 6 und 7 erzeugt. Da die zwei Kontaktpaare 3-2 und 6-7 voneinander durch die Trennwand 15 getrennt sind, befinden sich die zwei jeweils zwischen den Kontaktpaaren erzeugten Lichtbögen in einer Reihenschaltungs-Relation. Daher ist die Gesamtlänge der Lichtbogensäule doppelt so groß wie bei einem Leistungsschalter vom Einzelkontakttyp. Somit kann die Anordnung eines solchen Leistungsschalters vom Typ eines Doppelunterbrechers die Lichtbogenspannung auf einen Wert (oder eine Geschwindigkeit) erhöhen, der (bzw. die) zweimal so hoch ist wie bei einem Leistungsschalter vom Einzelkontakttyp.
Daher wird bei ihm der Stromfluß schnell unterbunden und die Unterbrechungszeit ist hinreichend kurz. Des weiteren treten nur kleine Schädigungen beim Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers auf. Jedoch tritt bei dem oben genannten herkömmlichen Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers das Problem auf, daß die Anpreßdrücke der Kontakte bei den beiden Kontaktpaaren, nämlich dem ersten Kontaktpaar 2 und 3 und dem zweiten Kontaktpaar 6 und 7 leicht unterschiedliche Kontaktdrücke aus dem einen oder anderen Grund aufweisen können.
Der Grund kann beispielsweise darin liegen, daß ein bestimmter anfänglicher Unterschied der Kontaktflächen vorliegt oder daß ein unterschiedlicher Oberflächenverbrauch der Kontakte gegeben ist, etc... Natürlich lassen sich all diese Unterschiede bei den Kontaktdrücken im wesentlichen nicht justieren, da die bewegbaren Kontaktarme 4 und 5 steif und integral miteinander über das dazwischenliegende Verbindungsstück 9 verbunden sind und dadurch der Kontakt die Tendenz hat, instabil zu werden.

Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung

Um die oben genannten Probleme zu lösen, hat sich die vorliegende Erfindung das Ziel gesetzt, einen verbesserten Leistungsschalter bereitzustellen, um einen stabileren Kontakt durch beide Kontaktpaare des Leistungsschalters vom Typ eines Doppelunterbrechers zu gewährleisten.
Das oben genannte Problem wird durch den Leistungsschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein solcher Leistungsschalter kann folgendes aufweisen:
einen ersten feststehenden Kontaktträger, der an seinem einen Ende ein erstes feststehendes Kontaktstück hat,
einen zweiten feststehenden Kontaktträger, der an seinem einen Ende ein zweites feststehendes Kontaktstück hat und der im wesentlichen parallel und in gegenüberliegender Ausrichtung zum ersten feststehenden Kontaktträger angeordnet ist,
einen ersten bewegbaren Kontaktarm, der ein erstes bewegbares Kontaktstück an seinem bewegbaren Ende aufweist,
einen zweiten bewegbaren Kontaktarm, der ein zweites bewegbares Kontaktstück an seinem bewegbaren Ende aufweist und der im wesentlichen parallel und in der gleichen Ausrichtung wie der erste bewegbare Kontaktarm angeordnet ist, und
einen flexiblen Leiter, um Endbereiche des ersten bewegbaren Kontaktarms und des zweiten bewegbaren Kontaktarms, die ihren bewegbaren Enden gegenüberliegend angeordnet sind, in einer solchen Weise zu verbinden, daß mechanisch voneinander unabhängige Bewegungen möglich sind.
Durch das Vorsehen des flexiblen Leiters, um den jeweils bewegbaren Enden gegenüberliegend angeordnete Endbereiche des ersten bewegbaren Kontaktarms und des zweiten bewegbaren Kontaktarms elektrisch zu verbinden, können sich der erste bewegbare Kontaktarm und der zweite bewegbare Kontaktarm mechanisch frei voneinander bewegen. Dadurch lassen sich geeignete Kontaktdrücke für die jeweiligen Kontaktpunktpaare beim Leistungsschalter vom Typ eines Doppelunterbrechers gewährleisten.
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Erfindung lassen sich unschwer aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen entnehmen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Leistungsschalters, der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, um detailliert die Anordnung der mechanisch freien und elektrisch verbundenen Teile des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels zu veranschaulichen.
Fig. 3 ist eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht des Leistungsschalters des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, bei der die Deckplatte entfernt ist.
Fig. 4 ist eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels, das mit teilweise weggebrochener Trennwand und teilweise weggebrochener Betätigungseinrichtung gezeigt ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile eines herkömmlichen Leistungsschalters.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der detaillierten Anordnung der einstückigen, steifen mechanischen Verbindungsteile der bewegbaren Kontaktarme.
Es versteht sich, daß einzelne oder alle Figuren nur schematische Darstellungen zum Zwecke der Veranschaulichung darstellen und nicht notwendigerweise die tatsächlichen relativen Größen oder die Orte der gezeigten Elemente wiedergeben.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben.
Wie in diesen Figuren gezeigt, sind ein erster feststehender Kontaktträger 1, der ein erstes feststehendes Kontaktstück 2 hat, und ein erster feststehender Kontaktträger 8, der ein zweites feststehendes Kontaktstück 7 hat, parallel und in gegenüberliegender Ausrichtung zueinander angeordnet. Ein Paar parallel zueinander angeordneter bewegbarer Kontaktarme, nämlich ein erster bewegbarer Kontaktarm 4 und ein zweiter bewegbarer Kontaktarm 5 sind drehbeweglich über einen Stift 10 mit einem Betätigungselement 120 verbunden.
Der erste bewegbare Kontaktarm 4 und der zweite bewegbare Kontaktarm 5 sind über einen flexiblen Leiter 16 elektrisch verbunden, beispielsweise über geflochtene Drähte bzw. Litzendraht 16c, deren bzw. dessen Enden beispielsweise durch Hochtemperaturerhitzen und Pressen gehärtet sind, um gehärtete Endabschnitte 16a und 16b auszubilden. Alternativ können die gehärteten Endabschnitte 16a und 16b durch Silberlöten gehärtet werden. Die gehärteten Enden der geflochtenen Drähte bzw. des Litzendrahtes sind elektrisch und mechanisch durch Schweißen oder Silberlötung an den oberen Kantenbereichen des ersten bewegbaren Kontaktarms 4 und des zweiten bewegbaren Kontaktarms 5 jeweils in der Nähe der Schwenkenden befestigt.
Dadurch werden der erste und zweite bewegbare Kontaktarm 4, 5 bewegbar über dem ersten feststehenden Kontaktträger 1 und dem zweiten feststehenden Kontaktträger 8 in einer solchen Weise gehalten, daß das erste bewegbare Kontaktstück 3 und das zweite bewegbare Kontaktstück 6 jeweils einen Kontakt mit dem ersten feststehenden Kontaktstück 2 und dem zweiten feststehenden Kontaktstück 7 herstellen, wenn die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 durch ein herkömmliches Betätigungselement (nicht gezeigt) nach unten bewegt werden. Die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 sind um den Stift 10 schwenkbar montiert.
Es ist eine erste Torsionsfeder 11 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende an ein Teilstück des ersten bewegbaren Kontaktarms 4 und mit ihrem anderen Ende an einen Arm 121 des Betätigungselements 120 angeschlossen sowie mit ihrem mittleren Bereich um den Stift 10 herumgewickelt ist, so daß der erste bewegbare Kontaktarm 4 dadurch nach unten gegen das erste feststehende Kontaktstück 2 gedrückt wird, um so zwischen ihnen einen Kontaktdruck zu erzeugen.
In ähnlicher Weise ist eine weitere Torsionsfeder 17 vorgesehen, die an ein Teilstück des zweiten bewegbaren Kontaktarms 5 und den anderen Arm 121' des Betätigungselements 120 angeschlossen ist und deren mittlerer Bereich um den Stift 10 herumgewickelt ist, so daß der zweite bewegbare Kontaktarm 5 dadurch nach unten in Richtung gegen das zweite feststehende Kontaktstück 7 gedrückt wird, um so zwischen ihnen einen weiteren Kontaktdruck zu erzeugen.
Die oben genannten Komponenten werden an einem Basisgehäuse 12 zusammengebaut, das aus einem isolierenden Kunststoffmaterial besteht. An dem Basisgehäuse 12 ist eine Trennwand 15 vorgesehen, um einen ersten Lichtbogen auslöschenden Raum 13 auf ihrer einen Seite und einen zweiten Lichtbogen auslöschenden Raum 14 auf ihrer anderen Seite zu bilden.
Das Betätigungselement 120 ist mit einem herkömmlichen Betätigungsmechanismus, wie z.B. einem Auslösemechanismus oder einem entfernten Antriebs-Elektromagneten über eine Querstange 123 verbunden. Gewöhnlich verbindet die Querstange 123 gleichartige Betätigungselemente von drei gleichartigen Leistungsschaltern für drei Phasen.
Der oben beschriebene Leistungsschalter vom allgemeinen Typ eines Doppelunterbrechers funktioniert wie folgt. Um den Leistungsschalter zu schließen, werden die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 wie gezeigt im Gegenuhrzeigersinn durch das Betätigungselement 120 in den Schließzustand bewegt, so daß das erste bewegbare Kontaktstück 3 und das zweite bewegbare Kontaktstück 6 jeweils mit dem ersten feststehenden Kontaktstück 2 bzw. dem zweiten feststehenden Kontaktstück 7 in Kontakt kommen.
Dann kann der Strom vom ersten feststehenden Kontaktträger 1 über das erste feststehende Kontaktstück 2, das erste bewegbare Kontaktstück 3, den ersten bewegbaren Kontaktarm 4, den flexiblen Leiter 16, über den zweiten bewegbaren Kontaktarm 5, das zweite bewegbare Kontaktstück 6, das zweite feststehende Kontaktstück 7 und dann zum zweiten feststehenden Kontaktträger 8 oder in der zur vorstehend beschriebenen entgegengesetzten Richtung fließen.
Um die Schaltung zu unterbrechen, werden die bewegbaren Kontaktarme 4, 5 in der in den Figuren gezeigten Situation im Uhrzeigersinn mittels eines herkömmlichen Betätigungsmechanismus bewegt. Dann trennen sich die bewegbaren Kontaktstücke 3 und 6 jeweils von den feststehenden Kontaktstücken 2 bzw. 7, und Lichtbögen werden sowohl zwischen den sich trennenden Kontaktstücken 3 und 2 als auch zwischen den anderen sich trennenden Kontaktstücken 6 und 7 erzeugt. Da die Kontaktpaare 3-2 und 6-7 voneinander durch die Trennwand 15 und einem Abstand, der der doppelten Länge der bewegbaren Kontaktarme 4, 5 entspricht, getrennt sind, sind die zwei zwischen den Kontaktpaaren erzeugten Lichtbögen voneinander getrennt und daher zueinander in einer Reihenschaltungs-Relation. Daher ist die Gesamtlänge der Lichtbogensäulen doppelt so groß wie bei einem Leistungsschalter vom Einzelkontakttyp.
Da der erste bewegbare Kontaktarm 4 und der zweite bewegbare Kontaktarm 5 voneinander getrennt auf dem Stift 10 schwenkbar gelagert, durch jeweilige Kontaktdruck-Federn 11 und 17 unter Vorspannung belastet und miteinander über den flexiblen Leiter 16 (zum Beispiel über die geflochtenen Drähte, bzw. über den Litzendraht 16c) miteinander verbunden sind, sind gemäß der oben beschriebenen Anordnung der vorliegenden Erfindung beide bewegbaren Kontaktarme 4 und 5 frei voneinander in einer Drehung um den Stift 10 (oder vertikal) in einer Richtung bewegbar, die jeweils das Aufbringen eines Kontaktdrucks auf die feststehenden Kontaktstücke 3 bzw. 6 gestattet, und sind darüber hinaus sogar leicht in Richtung nach links oder rechts oder auch leicht schräg aus der vertikalen Ausrichtung der bewegbaren Kontaktarme 4, 5 bewegbar, wenn eine vorbestimmte Toleranz zwischen dem Stift 10 und den entsprechenden Löchern in dem bewegbaren Kontaktarm 4, 5 vorgesehen ist. Daher läßt sich ein stabiles und geeignet starkes Aufbringen von Kontaktdrükken von den bewegbaren Kontaktstücken 3 und 6 auf die feststehenden Kontaktstücke 2 und 7 erreichen.
Da der erste und der zweite bewegbare Kontaktarm 4 und 5 miteinander über einen flexiblen Leiter 16, wie beispielsweise geflochtene Drähte bzw. Litzendraht 16c, an den Endbereichen verbunden sind, die zu den bewegten Bereichen, an denen die bewegten Kontaktstellen angebracht sind, gegenüberliegend angeordnet sind, nämlich in dem von den Kontaktpaaren 3-2 und 6- 7 beabstandeten Bereich, kann im wesentlichen die gesamte Länge der bewegbaren Kontaktarme 4 und 5 als isolierende Distanz zwischen den zwei Lichtbögen ausgenutzt werden.
Weiterhin ist der flexible Leiter 16 dadurch, daß die gehärteten Endbereiche 16a, 16b des flexiblen Leiter 16c am oberen Bereich der zuvor genannten gegenüberliegenden Endbereiche der bewegbaren Kontaktarme 4 und 5 angeschweißt oder angelötet werden, kurz und gerade, ohne eine erzwungene scharfe Biegung, und er kann daher den Bewegungen der bewegbaren Kontaktarme 4, geschmeidig folgen. Daher hat der geschweißte oder gelötete Bereich eine stabile und hohe Festigkeit für eine lange Lebensdauer.
Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem gewissen Grad an Besonderheit beschrieben worden ist, versteht es sich von selbst, daß die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Ausführung in Konstruktionsdetails geändert werden kann und daß die Kombination und Anordnung von Teilen umstrukturiert werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung, wie durch Anspruch 1 definiert, zu verlassen.

Claims

1. Leistungsschalter, der folgendes aufweist:

- einen ersten feststehenden Kontaktträger (1), der an seinem einen Ende ein erstes feststehendes Kontaktstück (2) hat,

- einen zweiten feststehenden Kontaktträger (8), der an seinem einen Ende ein zweites feststehendes Kontaktstück (7) hat, wobei der erste und der zweite Kontaktträger (1, 8) im wesentlichen parallel und in gegenüberliegender Ausrichtung zueinander angeordnet sind,

- einen ersten und einen zweiten bewegbaren Kontaktarm (4, 5), die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und um einen Stift (10) schwenkbar montiert sind, und

- ein erstes und ein zweites bewegbares Kontaktstück (3, 6), die sich jeweils im Bereich der bewegbaren Enden des ersten und des zweiten bewegbaren Kontaktarmes (4, 5) befinden,

dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und der zweite Kontaktarm unabhängig voneinander verschwenkbar sind,

daß ein flexibler Verbinder (16) vorgesehen ist, um den ersten und den zweiten bewegbaren Kontaktarm (4, 5) elektrisch zu verbinden, wobei zugleich eine Relativbewegung zwischen den Armen ermöglicht wird,

wobei der flexible Leiter an den bewegbaren Kontaktarmen in deren Längsrichtung in einer Position befestigt ist, die der des Montagestiftes (10) entspricht, und wobei der flexible Leiter im wesentlichen parallel zu der Achse des Montagestiftes (10) angeordnet ist.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1,

der ferner folgendes aufweist:

- eine erste Feder (11), um eine erste Kontaktkraft auf den ersten bewegbaren Kontaktarm (4) auszuüben, die das erste bewegbare Kontaktstück (3) mit dem ersten feststehenden Kontaktstück (2) in Kontakt drückt, und

- eine zweite Feder (17), um eine zweite Kontaktkraft auf den zweiten bewegbaren Kontaktarm (5) auszuüben, die das zweite bewegbare Kontaktstück (6) mit dem zweiten feststehenden Kontaktstück (7) in Kontakt drückt.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der flexible Leiter (16) geflochtene Drähte, bzw. Litzendraht (16c) aufweist.

4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der flexible Leiter (16) mit gehärteten Enden (16a, 16b) versehen ist, die durch Schweißen oder Löten an den bewegbaren Kontaktarmen (4, 5) befestigt sind.

5. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste bewegbare Kontaktarm (4) und der zweite bewegbare Kontaktarm (5) mittels des Stiftes (10) schwenkbar montiert sind, und zwar mit einer vorbestimmten Toleranz für eine vorbestimmte begrenzte Bewegung in andere Richtungen als die einer einfachen Drehung um die Achse des Stiftes (10).