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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Strukturen von Kontakten in einem
Leistungsschalter in Schubausführung.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Leistungsschalter,
im besonderen groß bemessene
Leistungsschalter, sind typischer Weise als ein Leistungsschalter
in Schubausführung
konstruiert, der es erlaubt, die Einheit des Leistungsschalters bei
der Überprüfung und
bei Wartungsarbeiten herauszunehmen, ohne Kabel von außerhalb
abzunehmen.
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5 zeigt einen derartigen
konventionellen Leistungsschalter in Schubausführung. In 5 ist der Leistungsschalter in seiner
verbundenen Position, wo eine Leistungsschalterhaupteinheit 60 in
einem Rahmen 61 angeordnet ist, um elektrisch mit dem Rahmen 61 verbunden
zu werden, wenn die Haupteinheit 60 in ihrem geschlossenen
Leistungszustand ist. Ein Strom fließt zwischen einem Anschluss 62 und
einem Anschluss 71 durch einen Pfad, der von einem Schubkontakt 63,
einem festgesetzten Kontakt 64, einer Kontaktspitze 65,
einer Kontaktspitze 66, einem beweglichen Kontakt 67,
einer flexibler Leitung 68, einem Haupteinheitsanschluss 69 und
einem Schubkontakt 70 gebildet wird. Die Anschlüsse 62 und 71 sind
an dem Rahmen 61 festgesetzt, wobei einer von ihnen an
eine Energieversorgung durch einen externen Draht angeschlossen
ist, und der andere ist mit einem Verbraucher durch einen anderen
externen Draht verbunden. Der festgesetzte Kontakt 64 und
der Haupteinheitsanschluss 69 werden durch die Schalterhaupteinheit 60 gestützt. Wenn
ein Schaltmechanismus 72 betätigt wird, dreht sich der bewegbare
Kontakt 67, mit dem ein Ende des Haupteinheitsanschlusses 69 durch
die flexible Leitung 68 verbunden ist, um seine feststehende
Achse, was den jeweiligen Kontaktspitzen 65 und 66,
die an einem Ende des festgesetzten Kontaktes 64 und des
bewegbaren Kontaktes 67 gesichert sind, erlaubt, miteinander
verbunden und voneinander getrennt zu werden, um den Leistungsschalter
zu öffnen
und zu schließen.
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Der
Leistungsschalter hat eine Feder 76, die den bewegbaren
Kontakt 67 vorspannt, um die Kontaktspitze 66 zur
Kontaktspitze 65 des feststehenden Kontaktes 64 zu
drücken.
An einem Kontaktpunkt ist ein Kontaktdruck und ein Schleifweg derart
gesetzt, dass eine zuverlässige
und stabile Kontaktbedingung dazwischen im geschlossenen Zustand
des Leistungsschalters gebildet ist. Die Schubkontakte 63, 70 sind
jeweils an den anderen Enden des festgesetzten Kontaktes 64 und
des Haupteinheitsanschlusses 69 als Haupteinheitsseitenanschlüsse angeordnet. Durch
Verwendung der Federkraft der Federn 75 werden die Anschlüsse 62, 71 als
Rahmenseitanschlüsse
entsprechend mit dem feststehenden Kontakt 64 und dem Haupteinheitsanschluss 69 durch die
Schubkontakte 63, 70 verbunden.
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Der
Leistungssschalter in Schubausführung ist
auf die Weise konstruiert, dass, wenn die Leistungsschalterhaupteinheit 60 in 5 nach links geschoben wird,
der festgesetzte Kontakt 64 und der Haupteinheitsanschluss 69 als
die Haupteinheitsseitanschlüsse
den Kontakt mit den jeweiligen Anschlüssen 62, 71 als
den Rahmenseitanschlüssen
lösen,
so dass die Leistungsschalterhaupteinheit 60 ihre nicht verbundene
Position erreicht, in der sie nicht mit den Stromkreisen der Energieversorgung
und des Verbrauchers verbunden ist.
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Da
der Leistungsschalter in Schubausführung dieser Art die Feder 76,
die an dem beweglichen Kontakt 67 angeordnet ist, der mit
dem Schaltmechanismus 72 in Verbindung steht, verwendet,
um eine zuverlässige
und stabile Kontaktbedingung zu erreichen, ist seine Konstruktion
komplex. Desweiteren stellt die flexible Leitung 68 eine
Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt 67 und dem
Haupteinheitsanschluss 69 her, und insgesamt liegen sieben
Kontaktpunkte zwischen dem Energieversorgungsseitanschluss und dem
Verbraucherseitenanschluss vor. An jedem Kontaktpunkt wird Joulsche Wärme, die
einen höheren
Temperaturanstieg verursacht, erzeugt. Da sich der festgesetzte
Kontakt 64 und der Haupteinheitsanschluss 69 im
wesentlichen wie in 5 gezeigt
nach rechts erstrecken, erzeugen diese Elemente Wärme durch
sich selbst, was einen höheren
Temperaturanstieg zur Folge hat, und sie vergrößern die Tiefenabmessung der
Einheit, was einen sperrigen Leistungsschalter zur Folge hat.
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Ein
anderer Leistungsschalter in Schubausführung ist in
DE 43 06 011 A offenbart.
Der Leistungsschalter ist von einem Rahmen, der externe Anschlüsse trägt, entfernbar,
und er hat Anschlusskontaktglieder und ein Schaltglied zur Herstellung
oder Unterbrechung einer Verbindung zwischen den Anschlusskontaktgliedern.
Zumindest eines der Anschlusskontaktglieder ist beweglich, um einen
Kontakt mit einem der externen Anschlüsse herzustellen, wenn der
Leistungsschalter in Schubausführung
in dem Rahmen und durch das Schaltelement kontaktierbar ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend
ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Leistungsschalter
in Schubausführung
vorzusehen, der kompakt, zuverlässig
im Betrieb und frei von Temperaturanstiegen ist.
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Dieses
Problem wird durch einen Leistungsschalter in Schubausführung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Der
Leistungsschalter in Schubausführung umfasst
eine Struktur zum Setzen des Kontaktdruckes und des Schleifweges
der Kontakte eher an einer festgesetzten bzw. befestigten Seite
statt an einer Schaltmechanismusseite. Die Kontakte, die an der feststehenden
Seite montiert sind, sind von einem drehbaren Typ, und Schubkontakte
zum Aufrechterhalten eines Kontaktes mit den drehbaren Kontakten sind
vorgesehen. Anhand dieser Anordnung ist die Größe der Einheit bezüglich der
Tiefenabmessung reduziert und somit sind die Leitungen entsprechend verkürzt, um
einen Temperaturanstieg zu unterdrücken. Desweiteren zeigen die
Schubkontakte eine verlässliche
Kontaktbedingung.
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In
dem Leistungssschalter in Schubausführung ist ein Ende eines zweiten
Kontaktes, das mit einem ersten Kontakt, der von einem Schaltmechanismus
betätigt
wird, verbunden oder von diesem getrennt werden kann, drehbar an
einem feststehenden Glied der Leistungsschalterhaupteinheit befestigt, wobei
der stützende
Punkt nahe den Kontaktpositionen der beiden Kontakte und auf einer
Verlängerungsslinie
eines zweiten externen Verbindungsanschlusses positioniert ist.
Anhand dieser Anordnung ist die Tiefenabmessung der Einheit reduziert.
Der zweite Kontakt hat an dem anderen Ende einen Kontaktbereich,
um mit dem ersten Kontakt in Verbindung zu stehen, und der zweite
Kontakt ist vorgespannt, um mit dem ersten Kontakt in Verbindung
zu stehen. Die externe Gestalt des einen Endes des zweiten Kontaktes,
das drehbar gestützt
ist, ist in einem umfangsförmigen
Bogenbereich, der auf seiner Drehachse zentriert ist, begrenzt,
so dass, wenn er gedreht wird, der zweite Kontakt stabil einen Schleifkontakt
mit einem zweiten Schubkontakt herstellt, was später zu beschreiben ist.
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Das
festgesetzte Glied der Leistungsschalterhaupteinheit ist mit dem
zweiten Schubkontakt versehen. Der zweite Schubkontakt hat ein Ende, das
vorgespannt ist, um in Kontakt mit dem umfangsförmigen Bogenbereich an dem
Drehende des zweiten Kontaktes zu stehen, und das andere Ende ist vorgespannt,
um in Kontakt mit dem zweiten externen Verbindungsanschluss zu stehen,
wenn die Leistungsschalterhaupteinheit in ihrer verbundenen Position
ist. Das eine Ende des zweiten Schubkontaktes erzeugt in einer Bogenbahn
Schleifkontakt mit dem zweiten Kontakt, der gedreht wird, wenn er
mit dem ersten Kontakt verbunden wird und von diesem getrennt wird.
Das andere Ende des zweiten Schubkontaktes erzeugt in einer linearen
Bahn Schleikontakt mit dem zweiten externen Verbindungsanschluss, wenn
die Leistungsschalterhaupteinheit eingeführt und herausgezogen wird.
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Kurze Beschreibung der
Figuren
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1 bis 3 sind seitliche Schnittdarstellungen
eines Leistungsschalters in Schubausführung entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 1 zeigt
eine Leistungsschalterhaupteinheit in ihrer nicht verbundenen Position
mit Kontakten in ihrem getrennten Zustand voneinander, 2 zeigt die Leistungsschalterhaupteinheit
in ihrer verbundenen Position in dem Moment, in dem sich die Kontakte
gegenseitig berühren,
und 3 zeigt die Leistungsschalterhaupteinheit
in ihrer verbundenen Position mit den Kontakten in ihrem vollständigen Kontaktzustand
miteinander;
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4 ist eine seitliche Schnittdarstellung, die
einen Hauptbereich eines Leistungsschalters in Schubausführung entsprechend
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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5 ist eine seitliche Schnittdarstellung, die
einen konventionellen Leistungsschalter in Schubausführung zeigt,
wobei eine Leistungsschalterhaupteinheit in ihrer verbundenen Position
mit Kontakten in ihrem getrennten Zustand voneinander vorhanden
ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Bezugnehmend
auf die 1 bis 3 wird nun ein Leistungsschalter
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt. 1 zeigt eine Haupteinheit
des Leistungsschalters, der in seiner nicht verbundenen Position
mit seinen Schaltkontakten in ihrem getrennten Zustand voneinander
ist, 2 zeigt die Leistungsschalterhaupteinheit,
die in ihrer verbundenen Position in dem Augenblick ist, in dem
die Schaltkontakte sich gegenseitig berühren, und 3 zeigt die Haupteinheit des Leistungsschalters,
die in ihrer verbundenen Position mit den Schaltkontakten in ihrem
vollständigen
Berührungszustand
miteinander ist.
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Ein
erster Kontakt 3 und ein zweiter Kontakt 5, der
in Richtung des ersten Kontaktes 3 durch eine Vorspannfeder 4 vorgespannt
ist, sind jeweils drehbar auf einer isolierenden Basis 2 der
Leistungsschalterhaupteinheit 1 gestützt. Erste und zweite externe
Verbindungsanschlüsse 11, 10 sind
jeweils an einer isolierenden Basis 9 eines Rahmens 8 montiert. Die
Drehachsen des ersten Kontaktes 3 und des zweiten Kontaktes 5 liegen
auf den Verlängerungslinien
der jeweiligen ersten und zweiten externen Verbindungsanschlüsse 11, 10.
Im speziellen, da die Drehachse des zweiten Kontaktes 5 horizontal
und vertikal nahe seiner Kontaktspitze 16 als ein Kontaktbereich
vorhanden ist, ist die gesamte Länge
des zweiten Kontaktes 5 kurz, und die Tiefenabmessung der
Leistungsschalterhaupteinheit 1 ist somit reduziert. Die
drehbaren Enden der ersten und zweiten Kontakte 3 und 5 haben
jeweilige äußere umfangsförmige Bereiche 3a und 5a,
die von umfangsförmigen
Bogenbereichen gebildet werden, die auf den Drehachsen der jeweiligen
Kontakte zentriert sind.
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Auf
der isolierenden Basis 2 ist ein erstes Paar von Schubkontaktgliedern 7,
die entsprechende Stiftlöcher
haben, und ein zweites Paar von Schubkontaktgliedern 6 montiert,
die entsprechende Stiftlöcher
haben. Jedes der ersten und zweiten Schubkontaktglieder 7 und 6 ist
beweglich durch einen Stift 17, der in das entsprechende
Stiftloch eingeführt
wird, gestützt.
Bezugnehmend auf 2 klemmen
die zweiten Schubkontaktglieder 6 den äußeren umfangsförmigen Bereich 5a des
zweiten Kontaktes 5 und ein Ende des externen Verbindungsanschlusses 10 durch
die Federkraft von Federn 12, wodurch der zweite Kontakt 5 elektrisch
mit dem externen Verbindungsanschluss 10 verbunden ist. Ähnlich klemmen die
ersten Schubkontaktglieder 7 den äußeren umfangsförmigen Bereich 3a des
ersten Kontaktes 3 und ein Ende des externen Verbindungsanschlusses 11 durch
die Federkraft von Federn 13, wodurch der erste Kontakt 3 elektrisch
mit dem externen Verbindungsanschluss 11 verbunden ist.
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Nun
wird der Schließvorgang
der Leistungsschalterhaupteinheit 1 diskutiert. Wenn ein
Schaltmechanismus 14, den nur grob in 1 gezeigt ist, arbeitet, um den ersten
Kontakt 2 in Uhrzeigerrichtung zu drehen, berührt die
Kontaktspitze 15 des ersten Kontaktes 3 die Kontaktspitze 16 des
zweiten Kontaktes 5, wie in 2 gezeigt.
Wenn der erste Kontakt 3 desweiteren in Uhrzeigerrichtung
rotiert, dreht sich der zweite Kontakt 5 entgegen der Uhrzeigerrichtung
gegen die Federkraft der Vorspannfeder 4, wie in 3 gezeigt, und somit wird
ein vorbestimmter Kontaktdruck und ein vorbestimmter Schleifweg der
Kontaktpunkte gewährleistet.
Obwohl sich der äußere, umfangsförmige Bereich 3a des
ersten Kontaktes 3 und der äußere umfangsförmige Bereich 5a des
zweiten Kontaktes 5 ebenso drehen, bleiben die Kontaktbedingungen
mit den Schubkontaktgliedern 7 und 6 erhalten,
da die äußeren umfangsförmigen Bereiche 3a und 5a umfangsförmig bogenförmig gestaltet
sind und auf der jeweiligen Drehachse zentriert sind.
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Nun
wird der Einführungsvorgang
der Leistungsschalterhaupteinheit 1 diskutiert. Wie in 1 gezeigt, ist ein Abstand
A zwischen den Enden der Paare der Schubkontaktglieder 6 kleiner
als die Dicke B des externen Verbindungsanschlusses 10. Ähnlich ist
ein Abstand zwischen den Enden des Paares der Schubkontaktglieder 7 kleiner
als die Dicke des externen Verbindungsanschlusses 11. Wenn
die Leistungsschalterhaupteinheit 1 in 1 nach rechts geschoben wird, werden
die Kontaktglieder 6 und 7 mit den jeweiligen
externen Verbindungsanschlüssen 10 und 11 in
Kontakt gebracht und versetzt, wobei der Abstand zwischen ihren
Enden verbreitert ist, wie in 2 gezeigt.
Da jedes der Stiftlöcher,
die in den Schubkontaktgliedern 6 und 7 gebildet
sind, einen größeren Durchmesser
mit ausreichendem Spielraum gegenüber des Stiftes 17 hat,
werden die Schubkontaktglieder 6 und 7 ohne irgendeine Schwierigkeit
versetzt. Selbst, wenn es eine Deformation in den äußeren umfangsförmigen Bereichen 5a und 3a gibt,
kann diese ausgeglichen werden. Somit ist eine exzellente Kontaktbedingung
zwischen dem zweiten Kontakt 5 und den Schubkontaktgliedern 6,
zwischen den Schubkontakten 6 und dem externen Verbindungsanschluss 10,
zwischen dem ersten Kontakt 3 und den Schubkontakten 7 und
zwischen den Schubkontaktgliedern 7 und dem externen Verbindungsanschluss 11 gewährleistet.
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In
der oberen Ausführungsform
ist der erste Kontakt 3 von einem gelenkigen Typ mit der
Kontaktspitze 15 an seinem einen Ende verbunden. Wie jedoch
in 4 gezeigt, kann ein
erster Kontakt 23, der eine Kontaktspitze 15 bzw.
eine Kontaktspitze 27 an seinen beiden Enden hat, in horizontaler
Richtung parallel durch einen nicht dargestellten Mechanismus bewegt
werden, und ein zweiter Kontakt 5, der gegenüber eines
Endes des ersten Kontaktes 23 angeordnet ist, und ein dritter
Kontakt 25, der gegenüber dem
anderen Ende des ersten Kontaktes 23 angeordnet ist, können angeordnet
sein. Wie der zweite Kontakt 5 ist der dritte Kontakt 25 drehbar
an seiner Drehachse gestützt,
die horizontal und vertikal nahe seines Kontaktpunktes 26 als
ein Schaltkontaktbereich verläuft,
und ist dieser in Richtung des ersten Kontaktbereichs 23 durch
eine Vorspannfeder 24 vorgespannt. Die Drehachse des dritten
Kontaktes 25 liegt auf der Verlängerungslinie des ersten externen
Verbindungsanschlusses 11, und der äußere umfangsförmige Bereich 25a an
dem Drehende ist aus einem umfangsförmigen Bogen, der auf der Drehachse
zentriert ist. Die ersten Schubkontaktglieder 7 klemmen
den äußeren umfangsförmigen Bereich 25a des
dritten Kontaktes 25 und das Ende des ersten externen Verbindungsanschlusses 11 durch die
Federkraft der Federn 13, wodurch der dritte Kontakt 25 mit
dem externen Verbindungsanschluss 11 elektrisch verbunden
ist.
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Wie
oben beschrieben, entsprechend der vorliegenden Erfindung, ist die
Struktur zum Setzen des Kontaktdruckes und des Schleifweges auf
der festgesetzen Gliedseite angeordnet. Die Konstruktion der Haupteinheit
kann somit vereinfacht werden, und der zweite Kontakt kann verkürzt werden.
Somit ist ein kompakter Leistungsschalter in Schubausführung mit
ausreichendem Temperaturspielraum vorgesehen.
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Die
Verwendung des gelenktypartigen ersten Kontaktes verzichtet auf
die konventionelle flexible Leitung, so dass die Komponentenanzahl,
die Herstellungsschritte und die Schaltpunkte reduziert werden.
Somit ist ein größerer Temperaturspielraum
vorgesehen.
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In
dem Leistungsschalter mit dem parallel verschiebbaren ersten Kontakt
mit dem zweiten Kontakt und dem dritten Kontakt an beiden Enden
ist die Anzahl der Schaltpunkte nur zwei, und ist die Durchführung einer
Stromabschaltung wesentlich verbessert.