EP0053194B1 - Kontaktvorrichtung - Google Patents

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EP0053194B1
EP0053194B1 EP80107448A EP80107448A EP0053194B1 EP 0053194 B1 EP0053194 B1 EP 0053194B1 EP 80107448 A EP80107448 A EP 80107448A EP 80107448 A EP80107448 A EP 80107448A EP 0053194 B1 EP0053194 B1 EP 0053194B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
guide body
movable
making device
movable guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP80107448A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0053194A1 (de
Inventor
Reiner Lüdorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Square D Starkstrom GmbH
Original Assignee
Square D Starkstrom GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Square D Starkstrom GmbH filed Critical Square D Starkstrom GmbH
Priority to DE8080107448T priority Critical patent/DE3070654D1/de
Priority to EP80107448A priority patent/EP0053194B1/de
Priority to AT80107448T priority patent/ATE13372T1/de
Priority to ES507028A priority patent/ES8302355A1/es
Priority to US06/321,894 priority patent/US4368450A/en
Priority to DK505881A priority patent/DK505881A/da
Priority to AU77577/81A priority patent/AU542311B2/en
Priority to CA000390780A priority patent/CA1169111A/en
Priority to BR8107671A priority patent/BR8107671A/pt
Priority to NO814061A priority patent/NO814061L/no
Publication of EP0053194A1 publication Critical patent/EP0053194A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0053194B1 publication Critical patent/EP0053194B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/10—Compensation for variation of ambient temperature or pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/04—Energy stored by deformation of elastic members

Definitions

  • the invention relates to a contact device with a longitudinally displaceable plunger and movable contact pieces which can be actuated by the latter and which cooperate with fixed contact pieces to form openers and / or closers.
  • Contact devices of the type mentioned are known in many different constructions and different areas of application.
  • An example is relays or thermal overcurrent releases, for which the invention is preferably used.
  • the invention can be used in all contact devices in which creeping or slow movements for actuating the contact device can occur and in which sudden switching is nevertheless desired and to be effected.
  • the contact pressure between the touching movable and stationary contact pieces is dependent on the actuation stroke or on the switching path, ie. H. the contact pressure decreases during the switchover path until the value zero is reached, i.e. there is practically no contact pressure, and only then does the switchover take place with the contact open. This results in significant disadvantages, in particular unsafe contact making and insufficient vibration resistance in many operating conditions.
  • a switch with snap-action switching mechanism in which the aim is to maintain the contact pressure completely until the time of the switchover, and then to immediately regain the full size of the contact pressure after the switchover in another direction.
  • the known switch has a longitudinally displaceable plunger, to which a pivotably mounted angle lever is articulated. A rocker arm that can be moved between two stops is supported on this angle lever.
  • the switch has a contact tongue which is provided at one end with an electrical connection part and at the other end with movable contact pieces. Depending on the position of the contact tongue, the movable contact pieces interact with one or the other of the two fixed contacts.
  • a tension spring is tensioned between the distal ends of the rocker arm on the one hand and the contact tongue on the other.
  • This tension spring has two tasks, namely to switch the spring switch including the contact tongue when switching the plunger and also to generate the contact pressure not only in the two end positions of the contact tongue, but also during the switching process.
  • the size of the contact pressure generated exclusively by the tension spring is determined by the respective tensile force of the spring and the angle between the line of action of the tension spring and the contact tongue. The smaller this angle during the switching process, the smaller the already very small force component, which can act as contact pressure.
  • the tension spring is pulled further apart by pivoting the angle lever and the rocker arm, thereby increasing the tensile force.
  • the invention has for its object to provide a contact device in which a reliable contact is guaranteed and which is vibration-proof, especially when operated automatically or mechanically.
  • the plunger has a guide extending transversely to its direction of displacement for a movable guide body, that the guide body is attached to an articulation member, that the articulation member articulates in the region of the knee of an elbow that between the guide body and One leg of the angle piece is provided with a tension spring, that the angle piece is pivotably mounted by means of the other leg, and that the stationary guide body is assigned to the movable guide body and the arrangement is such that the movable guide body is moved in one direction along the path during the switchover one side and in the other direction along the other side of the fixed guide body.
  • the contact device when the contact device is actuated, an unwanted early switching cannot take place because the plunger is immovably held or locked up to precisely defined positions.
  • These precisely defined positions are not determined by the position of the tension spring, but by the mutual position of the movable and the fixed guide body.
  • the tension spring in the contact device according to the invention has no influence whatsoever on the size of the contact pressure, because this can be generated in a conventional manner by separate contact pressure springs.
  • the advantages achieved by the invention are thus essentially to be seen in the fact that a high contact pressure is maintained during the actuation stroke or the switchover path until immediately before the switchover. This results in a safe contact.
  • the contact device is vibration-proof in all operating conditions, in particular also in the case of automatic or mechanical actuation.
  • the contact device according to the invention is also suitable for low electrical voltages of, for example, 24 volts.
  • Figure 1 of the drawing relates to the prior art, specifically on the course of the contact pressure during the switching path.
  • the contact pressure is plotted in Newtons on the vertical coordinate 1, while the switchover path is plotted in millimeters on the horizontal coordinate 2.
  • the contact pressure between a movable and a fixed contact piece in the switched-on state is 0.5 N, specifically along line 3.
  • the contact pressure is up to dropped to about half.
  • the contact pressure drops further according to line 7 and reaches a value of zero after a switchover path of, for example, 0.7 mm at switchover point 4.
  • the contact (normally closed) is therefore opened under a very low contact pressure that goes to zero. After opening, a contact pressure 5 of a closer is created. During the decreasing switchover path according to the dashed line 8, this contact pressure also drops again to a value of zero up to the switchback point 6 of the make contact. When switching over, contact pressure 9 of the break contact is created again. These changes in contact pressure are repeated during the to-and-fro switch path 10.
  • Figure 2 clearly illustrates the course of the contact pressure in a contact device according to the invention. It can be seen that the contact pressure in the contact device remains the same in the cold state according to line 3 over the switchover path 10 to the switchover point 13 of the opener. After switching, a contact pressure 12 of the closer is obtained, which corresponds to the previous contact pressure 11 of the opener. Here, too, the contact pressure 12 remains the same over the decreasing switchover path corresponding to the dashed line up to the switchover point 14, and after the switchover there is again a contact pressure 15 of the break contact, which corresponds to the contact pressure 11 at the switchover point 13.
  • Figures 3 to 7 illustrate the construction principle of a contact device according to the invention with a longitudinally displaceable plunger 34 which is held in guides 35, 36.
  • This plunger 34 is used to actuate movable contact pieces 39 and 40, which interact with fixed contact pieces 37 and 38.
  • the contact pieces 37, 39 represent a closer and the contact pieces 38, 40 represent an opener.
  • the plunger 34 has a guide 32, 33 running transversely to its direction of displacement on both sides of a movable guide body 28.
  • This guide body 28 for example in the form of a small block, is attached to one end of a link 27, which in turn articulates with the other end in the region of the knee 18 of an elbow.
  • the contra-angle consists essentially of two legs 16 and 17 which are at right angles to one another and which are rigidly connected to one another in the region of the knee 18.
  • a tension spring 31 is provided between the guide body 28 and the outer end of one leg 17 of the angle piece. The articulation point of the tension spring at the outer end of the leg 17 is given the reference numeral 30.
  • the elbow is on by means of the other leg 16 the outer end of which is pivotally mounted.
  • the reference number 19 denotes the pivot axis of the fixed bearing.
  • the movable guide body 28, as the drawing shows, is assigned a fixed guide body 29 in such a way and, moreover, the design and arrangement of the above-described components is such that the movable guide body 28 during the switchover path in one direction along one side and in the other Direction along the other side of the fixed guide body 29 is guided.
  • the tension spring 31 is arranged between the guide body 28 and the articulation point 30 of the leg 17 of the elbow so that its central axis with the center lines of the leg 17 and the articulation member 27 in the two end positions of the switching path according to FIGS. 3 and 7 on the one hand and FIG. 5 on the other hand forms roughly equal obtuse-angled triangles.
  • an actuating lever 20 engages by means of an articulated connecting member 21.
  • the joints at the ends of the connecting member 21 are provided with the reference numerals 22 and 23.
  • a return spring 24 acts on the angle piece, and also expediently also on the leg 16, which can be designed as a compression spring or tension spring, depending on the side arrangement.
  • the return spring 24 abuts a support 25 and is attached to the articulation point 26 of the leg 16.
  • the movable contact pieces 39, 40 are attached to springs, preferably to leaf springs 41, 42, which in turn are fastened in holders 43, 44 with suitable power line connections.
  • the operation of the contact device described above is essentially as follows.
  • the operating position of the contact device according to FIG. 3 is assumed.
  • the pressure of the return spring 24 causes the angle piece with the legs 16, 17 to pivot out, furthermore the actuating lever 20 with the connecting member 21 and the articulation member 27 with the movable guide body 28 into the left end position, which is limited by the stop.
  • the tension spring 31 extends below the knee 18 of the elbow and generates a force component parallel to the direction of displacement of the plunger 34, so that the movable guide body 28 held in the guide 32, 33 presses the plunger 34 downward, so that the contact between the contact pieces 38 , 40 is closed and open between the contact pieces 37, 39.
  • the angle piece is pivoted clockwise around the pivot axis 19 and the articulation point 30 of the tension spring 31 moves obliquely upward in the direction of arrow 45.
  • the return spring 24 is compressed and the movable guide body 28 slides along the underside of the fixed guide body 29 with a part elongated perpendicular to the image plane via the guide 32, 33, which is otherwise arranged so that it does not move the guide 32, 33 with special needs.
  • an undesired early switching cannot take place and the contact pressure exerted by the leaf spring 42 between the contact pieces 38 and 40 remains unchanged.
  • the tension spring 31 Due to the pivoting movement of the angle piece about the pivot axis 19, the tension spring 31 finally reaches a position that goes beyond the central position according to FIG. H. the tension spring 31 runs above the knee 18 of the elbow. This results in an opposite force component, namely upwards, but this can only have an effect when the movable guide body 28 is displaced to the right so far that it is released from the fixed guide body 29. At this moment there is a sudden changeover, that is to say opening of the contact pieces 38, 40 and closing of the contact pieces 37, 39. The plunger 34 has shifted upwards in accordance with FIG. 5.
  • the exemplary embodiment of a contact device according to the invention shown in the diagram in FIG. 8 is based on the same principle which has been explained with reference to FIGS. 3 to 7.
  • a housing 46 which can be closed by a cover (not shown) or the like.
  • An angle piece 47 with two legs running at right angles to one another is mounted on a pivot axis.
  • the tension spring 50 engages on the articulation point 49 and on the other hand on the movable guide body 51.
  • the movable guide body 51 is held in a guide 62 running transversely to the direction of displacement of the plunger 59.
  • the fixed guide body is provided with the reference number 52.
  • the articulation member 53 engages in a bearing 54 which, for example, as Notch is shown.
  • the plunger 59 has an arm 60 which is extended downwards and which interacts with the U-shaped bent leaf spring 76 of the movable contact piece 77. Accordingly, the arm 61 of the plunger, which leads upward, actuates the U-shaped bent leaf spring 70 of the movable contact piece 71 that you can see the respective operating position of the contact device from the outside.
  • the operating position is shown, which corresponds to Figure 5, i. H.
  • the tension spring 50 forms an obtuse-angled triangle with the center lines 55, 56 of one leg of the angle piece 47 and of the articulation member 53.
  • the angle piece 47 is held in its swivel range between stops 57 and 58, the stop 57 being held on a bolt 95.
  • the plunger 59 is expediently guided on both sides between guide pieces 65, 66.
  • a return spring 65 acts on the angle piece 47 again.
  • the special feature of this return spring is that it is adjustable with one end in an internal thread of a return spring holder 68.
  • the internal thread is expediently adapted to the profile of the return spring windings with respect to the thread grooves.
  • the spring end 69 is bent in a straight line so that it runs diagonally with respect to the last spring turn. As a result, the return spring can be adjusted by simply turning it and, at the same time, attacking it with a suitable tool.
  • the movable contact pieces 71 and 77 are again opposite fixed contact pieces 72 and 78, which are guided with the aid of power connection rails 73 and 79 to conventional power connections 75 and 80.
  • the U-shaped current-conducting leaf springs 70, 76 are also extended to power connections 74 and 81.
  • an actuating lever 86 again acts on the angle piece 47, with the interposition of a connecting member 83, the articulation point on the angle piece with the reference number 82 and the articulation point on the actuation lever 86 with the reference number 85 is provided.
  • the connecting member 83 is advantageously provided with a spring 84, in the present exemplary embodiment with a tension spring, which dampens the transmission of switching forces.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 8 has another special feature, namely that the actuating lever 86 interacts with a compensation bimetal 89, 90.
  • the compensation bimetal is designed to be angled and pivotally held in a holder at the angled point.
  • the bracket consists, for example, of a cylindrical pin and a counterpart, between which a slot is left for inserting the compensation bimetal.
  • the compensation bimetal lies with one leg 89 on one end 88 of the actuating lever 86 and with the other leg 90 on an adjusting device, which can consist, for example, of a bolt 93 with a thread and an adjusting wheel 94.
  • the compensation bimetal with the adjustment device allows a sensitive adjustment of the actuation lever 86 when the contact device is operated automatically or mechanically. It is easy to see that when the bolt 93 is screwed down, the leg 89 of the compensation bimetal swings out with its lower end to the right in the image in FIG. 8, thus causing the actuating lever 86 to pivot about the articulation point 85, so that the lower end of the actuating lever 86 is pivoted closer to the actuating element, not shown, acting in the direction of arrow 87, so that the switchover takes place earlier, while, when the adjustment device is reversed, the switchover takes place later.
  • the bolt 93 is guided in a nut 96 provided with an internal thread, which in turn is held rotatably in a sliding seat 97 of the housing 46.
  • the housing 46 is also equipped with a fixed stop 98 projecting up to the level of the setting wheel 94. This cooperates with a projection 99 which is fixedly connected to the setting wheel 94.
  • the principle of operation is as follows. To adjust the setting wheel 94 is first rotated so far that the projection 99 abuts the stop 98. Then the adjusting wheel 94 is moved with the bolt 93 by turning the nut 96 downwards or after the leg 90 of the bimetallic compensation strip. In the correct desired position, the mother is z. B. attached by gluing, clamping or welding relative to the housing 46.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung mit einem längsverschieblichen Stößel und von diesem betätigbaren beweglichen Kontaktstücken, die zur Bildung von Offnern und/ oder Schließern mit feststehenden Kontaktstücken zusammenwirken.
  • Kontaktvorrichtungen der vorerläuterten Gattung sind in vielen unterschiedlichen Konstruktionen und verschiedenen Anwendungsbereichen bekannt. Als Beispiel seien Relais oder thermische Überstromauslöser genannt, für welche die Erfindung bevorzugt Anwendung findet. Die Erfindung kann aber grundsätzlich bei allen Kontaktvorrichtungen Verwendung finden, bei welchen schleichende bzw. langsame Bewegungen zur Betätigung der Kontaktvorrichtung vorkommen können und bei welchen trotzdem ein schlagartiges Schalten erwünscht ist und bewirkt werden soll.
  • Bei den bisher bekannten Kontaktvorrichtungen ist der Kontaktdruck zwischen den sich berührenden beweglichen und feststehenden Kontaktstücken abhängig vom Betätigungshub bzw. vom Umschaltweg, d. h. der Kontaktdruck nimmt während des Umschaltweges ab bis der Wert Null erreicht ist, also praktisch kein Kontaktdruck mehr vorhanden ist, und erst dann erfolgt die Umschaltung unter Öffnen des Kontaktes. Daraus ergeben sich wesentliche Nachteile, insbesondere eine unsichere Kontaktgabe und bei vielen Betriebsbedingungen keine ausreichende Erschütterungssicherheit.
  • Von dieser vorerläuterten Problemstellung ist sinngemäß auch in der DE-A-2152483 ausgegangen worden. Hieraus ist ein Schalter mit Sprungschaltwerk bekannt, bei dem angestrebt wird, den Kontaktdruck bis zum Zeitpunkt des Umschaltens vollständig aufrecht zu erhalten, um dann nach dem Umschalten in anderer Richtung den Kontaktdruck sofort wieder in voller Größe wiederzugewinnen. Der bekannte Schalter weist einen längsverschieblichen Stößel auf, an welchem ein schwenkbar gelagerter Winkelhebel angelenkt ist. An diesem Winkelhebel stützt sich ein zwischen zwei Anschlägen bewegbarer Kipphebel ab. Ferner besitzt der Schalter eine Kontaktzunge, die an dem einen Ende mit einem elektrischen Anschlußteil und an dem anderen Ende mit beweglichen Kontaktstücken versehen ist. Je nach Stellung der Kontaktzunge wirken die beweglichen Kontaktstücke mit dem einen oder anderen der beiden feststehenden Kontakte zusammen. Zwischen den voneinander abliegenden Enden des Kipphebels einerseits und der Kontaktzunge andererseits ist eine Zugfeder gespannt. Dies Zugfeder hat zwei Aufgaben, nämlich bei Betätigung des Stößels das Sprungschaltwerk einschließlich der Kontaktzunge zum Umschalten zu bringen und des weiteren den Kontaktdruck nicht nur in den beiden Endstellungen der Kontaktzunge, sondern auch während des Umschaltvorganges zu erzeugen. Der ausschließlich von der Zugfeder erzeugte Kontaktdruck wird in seiner Größe durch die jeweilige Zugkraft der Feder und dem zwischen der Wirklinie der Zugfeder und der Kontaktzunge liegenden Winkel bestimmt. Je kleiner dieser Winkel während des Umschaltvorganges wird, um so kleiner wird auch die ohnehin schon sehr kleine Kraftkomponente, die sich als Kontaktdruck auswirken kann. Es wird zwar während des Umschaltvorganges durch Schwenken des Winkelhebels und des Kipphebels die Zugfeder weiter auseinander gezogen und dadurch die Zugkraft vergrößert. Diese beiden Einflußgrößen, nämlich Winkelverkleinerung und Zugkraftvergrößerung, wirken sich aber letztlich sehr unterschiedlich auf den Kontaktdruck aus. Ein wirklich gleichbleibender Kontaktdruck bis zum jeweiligen Zeitpunkt des Umschaltens kann hier nicht erreicht werden. Dies gilt auch für ein vorgeschlagenes Ausführungsbeispiel, bei dem zwar durch konstruktive Maßnahmen der vorerläuterte Winkel zwischen Wirklinie der Zugfeder und der Kontaktzunge im wesentlichen konstant gehalten wird, dafür wird dann aber während des jeweiligen Umschaltvorganges die Zugkraft der Zugfeder erhöht, so daß der Kontaktdruck erhöht, also wiederum nicht konstant gehalten wird. Da das Sprungschaltwerk, die Bewegung der Kontaktzunge und der Kontaktdruck wie beschrieben von der Zugfeder abhängig sind, ist keine ausreichende Kontaktsicherheit gewährleistet. Außerdem ist der bekannte Schalter auch sehr empfindlich gegen Erschütterungen, vor allem wenn diese während der Umschaltvorgänge eintreten.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktvorrichtung zu schaffen, bei welcher eine sichere Kontaktgabe gewährleistet ist und die vor allem auch bei automatischer bzw. maschineller Betätigung erschütterungssicher ist.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stößel eine quer zu seiner Verschieberichtung verlaufende Führung für einen beweglichen Führungskörper aufweist, daß der Führungskörper an einem Anlenkglied angebracht ist, daß das Anlenkglied gelenkig im Bereich des Knies eines Winkelstückes angreift, daß zwischen dem Führungskörper und dem einen Schenkel des Winkelstückes eine Zugfeder vorgesehen ist, daß das Winkelstück mittels des anderen Schenkels schwenkbar gelagert ist, und daß dem beweglichen Führungskörper einfeststehender Führungskörper derart zugeordnet und die Anordnung so getroffen ist, daß der bewegliche Führungskörper während des Umschaltweges in der einen Richtung entlang der einen Seite und in der anderen Richtung entlang der anderen Seite des feststehenden Führungskörpers geführt ist.
  • Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Betätigen der Kontaktvorrichtung ein ungewolltes frühzeitiges Umschalten nicht erfolgen kann, weil der Stößel jeweils bis zu genau definierten Stellungen unbeweglich gehalten bzw. gesperrt wird. Diese genau definierten Stellungen werden nicht von der Lage der Zugfeder, sondern von der gegenseitigen Lage des beweglichen und des feststehenden Führungskörpers bestimmt. Ferner hat die Zugfeder bei der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung auch keinerlei Einfluß auf die Größe des Kontaktdruckes, weil dieser in herkömmlicher Weise durch separate Kontaktdruckfedern erzeugt werden kann. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind somit im wesentlichen darin zu sehen, daß ein hoher Kontaktdruck während des Betätigungshubes bzw. des Umschaltweges bis unmittelbar vor dem Umschalten erhalten bleibt. Dadurch ergibt sich eine sichere Kontaktgabe. Ferner ist die Kontaktvorrichtung bei allen Betriebsbedingungen, insbesondere auch bei automatischer bzw. maschineller Betätigung erschütterungssicher. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung auch für elektrische Kleinspannungen von beispielsweise 24 Volt geeignet.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 ein Diagramm, in dem der Verlauf des Kontaktdruckes über dem Umschaltweg bei einer Kontaktvorrichtung nach dem Stand der Technik veranschaulicht ist,
    • Figur 2 ein Diagramm gemäß Figur 1 mit Darstellung des Verlaufes des Kontaktdruckes über dem Umschaltweg bei einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung,
    • Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Kontaktvorrichtung in einer Anfangsbetriebsstellung,
    • Figur 4 eine Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 3 in einer Betriebsstellung vor dem Umschalten,
    • Figur 5 eine Kontaktvorrichtung gemäß Figur 3 in einer anderen Betriebsstellung nach dem Umschalten,
    • Figur 6 wiederum die Kontaktvorrichtung gemäß Figur 3 in einer mittleren Betriebsstellung vor dem Zurückschalten,
    • Figur 7 die Kontaktvorrichtung gemäß Figur 3 in einer Betriebsstellung nach dem Zurückschalten, entsprechend der Anfangsstellung gemäß Figur 3 und
    • Figur 8 eine Draufsicht auf eine maßstäblich mehrfach vergrößerte Kontaktvorrichtung also ein Ausführungsbeispiel im Schema.
  • Figur 1 der Zeichnung bezieht sich auf den Stand der Technik, und zwar auf den Verlauf des Kontaktdruckes während des Umschaltweges. Dabei sind auf der senkrechten Koordinate 1 die Kontaktdrucke in Newton aufgetragen, während auf der waagerechten Koordinate 2 der Umschaltweg in Millimetern aufgetragen ist. Bei einer Kontaktvorrichtung im kalten Zustand, beispielsweise bei einem kalten Relais sei in diesem Beispiel angenommen, daß der Kontaktdruck zwischen einem beweglichen und einem feststehenden Kontaktstück im eingeschalteten Zustand 0,5 N beträgt, und zwar entsprechend der Linie 3. Im Betriebszustand ist der Kontaktdruck bis auf etwa die Hälfte abgefallen. Während des Umschaltweges sinkt der Kontaktdruck entsprechend der Linie 7 weiter ab und erreicht nach einem Umschaltweg von beispielsweise 0,7 mm beim Umschaltpunkt 4 den Wert Null. Das Öffnen des Kontaktes (Öffner) erfolgt also unter einem sehr geringen nach Null gehenden Kontaktdruck. Nach dem Öffnen entsteht ein Kontaktdruck 5 eines Schließers. Während des zurückgehenden Umschaltweges gemäß der gestrichelten Linie 8 fällt auch dieser Kontaktdruck wieder bis zu einem Wert Null ab bis zum Rückschaltpunkt 6 des Schließers. Beim Umschalten entsteht wieder der Kontaktdruck 9 des Öffners. Diese Kontaktdruckveränderungen wiederholen sich während des hin- oder hergehenden Umschaltweges 10.
  • Figur 2 veranschaulicht deutlich den Verlauf des Kontaktdruckes bei einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung. Man sieht, daß der Kontaktdruck bei der Kontaktvorrichtung im kalten Zustand entsprechend der Linie 3 über dem Umschaltweg 10 bis zum Umschaltpunkt 13 des Öffners gleich groß bleibt. Nach dem Umschalten erhält man einen Kontaktdruck 12 des Schließers, der dem vorhergehenden Kontaktdruck 11 des Öffners entspricht. Auch hier bleibt der Kontaktdruck 12 über dem zurückgehenden Umschaltweg entsprechend der gestrichelten Linie bis zum Umschaltpunkt 14 gleich groß und nach dem Umschalten entsteht wieder ein Kontaktdruck 15 des Öffners, der dem Kontaktdruck 11 am Umschaltpunkt 13 entspricht.
  • Die Figuren 3 bis 7 veranschaulichen das Konstruktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung mit einem längsverschieblichen Stößel 34, welcher in Führungen 35, 36 gehalten ist. Dieser Stößel 34 dient zur Betätigung beweglicher Kontaktstücke 39 bzw. 40, die mit feststehenden Kontaktstücken 37 bzw. 38 zusammenwirken. Bei der Betriebsstellung gemäß Figur 3, von welcher einmal ausgegangen werden soll, stellen die Kontaktstücke 37, 39 einen Schließer und die Kontaktstücke 38, 40 einen Öffner dar.
  • Der Stößel 34 weist eine quer zu seiner Verschieberichtung verlaufende Führung 32, 33 zu beiden Seiten eines beweglichen Führungskörpers 28 auf. Dieser Führungskörper 28, beispielsweise in Form eines kleinen Klötzchens, ist an dem einen Ende eines Anlenkgliedes 27 angebracht, welches seinerseits mit dem anderen Ende gelenkig im Bereich des Knies 18 eines Winkelstückes angreift. Das Winkelstück besteht im wesentlichen aus zwei in einem rechten Winkel zueinander stehenden Schenkeln 16 und 17, die im Bereich des Knies 18 starr miteinanc.:.r verbunden sind. Zwischen dem Führungskörper 28 und dem äußeren Ende des einen Schenkels 17 des Winkelstückes ist eine Zugfeder 31 vorgesehen. Der Anlenkpunkt der Zugfeder an dem äußeren Ende des Schenkels 17 ist mit dem Bezugszeichen 30 belegt. Das Winkelstück ist mittels des anderen Schenkels 16 und zwar an dessen äußeren Ende schwenkbar gelagert. Mit dem Bezugszeichen 19 ist die Schwenkachse des feststehenden Lagers bezeichnet.
  • Dem beweglichen Führungskörper 28 ist, wie die Zeichnung verdeutlicht, ein feststehender Führungskörper 29 derart zugeordnet und im übrigen die Ausbildung und Anordnung der vorbeschriebenen Bauteile so getroffen, daß der bewegliche Führungskörper 28 während des Umschaltweges in der einen Richtung entlang der einen Seite und in der anderen Richtung entlang der anderen Seite des feststehenden Führungskörpers 29 geführt ist.
  • Die Zugfeder 31 ist derart zwischen dem Führungskörper 28 und dem Anlenkpunkt 30 des Schenkels 17 des Winkelstückes angeordnet, daß ihre Mittelachse mit den Mittellinien des Schenkels 17 und des Anlenkgliedes 27 in den beiden Endstellungen des Umschaltweges gemäß den Figuren 3 und 7 einerseits und Figur 5 andererseits etwa gleich große stumpfwinklige Dreiecke bildet.
  • An dem Winkelstück, und zwar zweckmäßigerweise an dem Schenkel 16 greift mittels eines gelenkig befestigten Verbindungsgliedes 21 ein Betätigungshebel 20 an. Die Gelenke an den Enden des Verbindungsgliedes 21 sind mit den Bezugszeichen 22 und 23 versehen. Ferner greift an dem Winkelstück, und zwar zweckmäßig ebenfalls an dem Schenkel 16 eine Rückholfeder 24 an, die je nach Seitenanordnung als Druckfeder oder Zugfeder ausgebildet sein kann. Die Rückholfeder 24 liegt einmal an einer Abstützung 25 an und ist zum anderen am Anlenkpunkt 26 des Schenkels 16 befestigt. Die beweglichen Kontaktstücke 39, 40 sind an Federn, vorzugsweise an Blattfedern 41,42 angebracht, die ihrerseits in Haltern 43, 44 mit geeigneten Stromleitungsanschlüssen befestigt sind.
  • Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Kontaktvorrichtung ist im wesentlichen folgende. Es sei von der Betriebsstellung der Kontaktvorrichtung gemäß Figur 3 ausgegangen. In dieser Ausgangslage bewirkt der Druck der Rückholfeder 24 ein Ausschwenken des Winkelstückes mit den Schenkeln 16, 17, ferner des Betätigungshebels 20 mit dem Verbindungsglied 21 und des Anlenkgliedes 27 mit dem beweglichen Führungskörper 28 in die linke Endstellung, die durch Anschlag begrenzt ist. Dabei verläuft die Zugfeder 31 unterhalb des Knies 18 des Winkelstückes und erzeugt eine Kraftkomponente parallel zur Verschieberichtung des Stößels 34, so daß der bewegliche in der Führung 32, 33 gehaltene Führungskörper 28 den Stößel 34 nach unten drückt, so daß der Kontakt zwischen den Kontaktstücken 38, 40 geschlossen und zwischen den Kontaktstücken 37, 39 geöffnet ist. Wenn man nun den Betätigungshebel 20 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles nach rechts drückt, so wird das Winkelstück im Uhrzeigersinne um die Schwenkachse 19 geschwenkt und der Anlenkpunkt 30 der Zugfeder 31 wandert in Richtung des Pfeiles 45 schräg nach oben. Die Rückholfeder 24 wird zusammengedrückt und der bewegliche Führungskörper 28 gleitet mit einem senkrecht zur Bildebene über die Führung 32, 33 hinaus verlängerten Teil entlang der Unterseite des feststehenden Führungskörpers 29, der im übrigen so angeordnet ist, daß er die Bewegung der Führung 32, 33 nicht behindert. Während des Vorbeigleitens des beweglichen Führungskörpers 28 an dem feststehenden Führungskörper 29 kann ein ungewolltes frühzeitiges Umschalten nicht erfolgen und es bleibt der von der Blattfeder 42 ausgeübte Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken 38 und 40 unverändert aufrechterhalten. Durch die Schwenkbewegung des Winkelstückes um die Schwenkachse 19 erreicht die Zugfeder 31 schließlich eine Lage, die über die Mittelstellung gemäß Figur 4 hinausgeht, d. h. die Zugfeder 31 verläuft oberhalb des Knies 18 des Winkelstückes. Damit ergibt sich eine entgegengesetzte Kraftkomponente, nämlich nach oben hin, die sich aber erst dann auswirken kann, wenn der bewegliche Führungskörper 28 so weit nach rechts verschoben ist, daß er von dem feststehenden Führungskörper 29 freigegeben ist. In diesem Augenblick erfolgt ein schlagartiges Umschalten, also ein Öffnen der Kontaktstücke 38, 40 und ein Schließen der Kontaktstücke 37, 39. Der Stößel 34 hat sich dabei gemäß Figur 5 nach oben hin verschoben. Wenn nun der Betätigungshebel 20 losgelassen wird, drückt die Rückholfeder 24 das Winkelstück entgegen dem Uhrzeigersinn wieder nach der Ausgangslage hin, wobei nun der bewegliche Führungskörper 28 an der Oberseite des feststehenden Führungskörpers 29 entlanggleitet, bis eine Mittelstellung gemäß Figur 6 überschritten wird, sich wieder eine Kraftkomponente nach unten ergibt und durch Wirkung der Zugfeder 31 der bewegliche Führungskörper 28 mitsamt der Führung 32, 33 und mit dem Stößel 34 schlagartig in die Stellung nach Figur 7 geführt wird. Damit ist die Ursprungsstellung nach Figur 3 wieder erreicht. Es sei hierzu noch bemerkt, daß der in Figur 2 eingezeichnete Umschaltweg dem Verschiebeweg des beweglichen Führungskörpers 28 in der Führung 32, 33 proportional ist. Es versteht sich, daß die beiderseitige Verschiebebewegung des Stößels 34 durch nicht gezeichnete Anschläge begrenzt ist.
  • Das in Figur 8 im Schema dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung beruht auf dem gleichen Prinzip, welches an Hand der Figuren 3 bis 7 erläutert worden ist. In einem Gehäuse 46, das von einem nicht gezeichneten Deckel oder dergl. abgeschlossen werden kann, ist ein Winkelstück 47 mit zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Schenkeln auf einer Schwenkachse gelagert. Die Zugfeder 50 greift einmal an dem Anlenkpunkt 49 und zum anderen an dem beweglichen Führungskörper 51 an. Der bewegliche Führungskörper 51 ist in einer quer zur Verschieberichtung des Stößels 59 verlaufenden Führung 62 gehalten. Der feststehende Führungskörper ist mit dem Bezugszeichen 52 versehen. Das Anlenkglied 53 greift in ein Lager 54 ein, das zum Beispiel als Kerbe dargestellt ist. Der Stößel 59 weist einen nach unten verlängerten Arm 60 auf, der mit der U-förmig umgebogenen Blattfeder 76 des beweglichen Kontaktstückes 77 zusammenwirkt. Dementsprechend betätigt der nach oben hin führende Arm 61 des Stößels die U-förmig umgebogene Blattfeder 70 des beweglichen Kontaktstückes 71. Der Stößel 59 kann auch ein weiteres Verlängerungsstück 63 quer zu seiner Verschieberichtung erhalten, welches beispielsweise bis zu einem stirnseitigen Sichtfenster 64 reichen kann, so daß man von außen die jeweilige Betriebsstellung der Kontaktvorrichtung erkennen kann.
  • In Figur 8 ist die Betriebsstellung dargestellt, die der Figur 5 entspricht, d. h. die Zugefeder 50 bildet mit ihrer Mittelachse mit den Mittellinien 55, 56 des einen Schenkels des Winkelstückes 47 sowie des Anlenkgliedes 53 ein stumpfwinkliges Dreieck. Das Winkelstück 47 ist in seinem Schwenkbereich zwischen Anschlägen 57 und 58 gehalten, wobei der Anschlag 57 auf einem Bolzen 95 gehalten ist.
  • Der Stößel 59 ist zweckmäßig auf beiden Seiten zwischen Führungsstücken 65, 66 geführt. An dem Winkelstück 47 greift wieder eine Rückholfeder 65 an. Bei dieser Rückholfeder ist die Besonderheit vorgesehen, daß sie mit ihrem einen Ende verstellbar in einem Innengewinde eines Rückholfederhalters 68 sitzt. Das Innengewinde ist dabei zweckmäßig in bezug auf die Gewinderillen dem Profil der Rückholfederwindungen angepaßt. Das Federende 69 ist geradlinig umgebogen, so daß es diagonal in bezug auf die letzte Federwindung verläuft. Dadurch kann man die Verstellung der Rückholfeder durch einfaches Drehen bewirken und dabei an diesem Federende mit einem geeigneten Werkzeug angreifen. Den beweglichen Kontaktstücken 71 und 77 liegen wieder feststehende Kontaktstücke 72 und 78 gegenüber, die mit Hilfe von Stromanschlußschienen 73 bzw. 79 zu üblichen Stromanschlüssen 75 und 80 geführt sind. Die U-förmig gebogenen stromleitenden Blattfedern 70, 76 sind ebenfalls zu Stromanschlüssen 74 und 81 verlängert.
  • An dem Winkelstück 47 greift wieder, wie im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7 erläutert, ein Betätigungshebel 86 an, und zwar unter Zwischenschaltung eines Verbindungsgliedes 83, dessen Anlenkpunkt an dem Winkelstück mit dem Bezugszeichen 82 und der Anlenkpunkt an dem Betätigungshebel 86 mit dem Bezugszeichen 85 versehen ist. Das Verbindungsglied 83 ist vorteilhafterweise mit einer Feder 84, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Zugfeder versehen, die eine Dämpfung der Übertragung von Schaltkräften bewirkt.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 weist noch eine weitere Besonderheit auf, nämlich daß der Betätigungshebel 86 mit einem Kompensationsbimetall 89, 90 zusammenwirkt. Vorteilhafterweise ist das Kompensationsbimetall winkling ausgebildet und an der abgewinkelten Stelle in einer Halterung schwenkbar gehalten. Die Halterung besteht beispielsweise aus einem zylindrischen Zapfen und einem Gegenstück, zwischen welchem ein Schlitz zum Einlegen des Kompensationsbimetalles belassen ist. Das Kompensationsbimetall liegt mit dem einen Schenkel 89 an dem einen Ende 88 des Betätigungshebels 86 an und mit dem anderen Schenkel 90 an einer Verstellvorrichtung, die beispielsweise aus einem Bolzen 93 mit Gewinde und einem Einstellrad 94 bestehen kann. Das Kompensationsbimetall mit der Verstellvorrichtung gestattet eine feinfühlige Einstellung des Betätigungshebels 86 bei automatischer bzw. maschineller Betätigung der Kontaktvorrichtung. Es ist leicht zu erkennen, daß bei Abwärtsschrauben des Bolzens 93 der Schenkel 89 des Kompensationsbimetalles mit seinem unteren Ende im Bild der Figur 8 nach rechts ausschwenkt und damit eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels 86 um den Anlenkpunkt 85 bewirkt, so daß das untere Ende des Betätigungshebels 86 näher an das nicht gezeichnete in Richtung des Pfeiles 87 wirkende Betätigungselement geschwenkt wird, so daß das Umschalten früher erfolgt, während bei umgekehrter Regelung der Verstellvorrichtung ein späteres Umschalten erfolgt.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Bolzen 93 in einer mit Innengewinde versehenen Mutter 96 geführt, die ihrerseits in einem Gleitsitz 97 des Gehäuses 46 drehbar gehalten ist. Das Gehäuse 46 ist ferner mit einem bis in Höhe des Einstellrades 94 vorspringenden festen Anschlag 98 ausgestattet. Hiermit arbeitet ein Vorsprung 99 zusammen, der mit dem Einstellrad 94 fest verbunden ist. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen folgende. Zum Einstellen wird das Einstellrad 94 zunächst so weit gedreht, daß der Vorsprung 99 an dem Anschlag 98 anliegt. Sodann wird das Einstellrad 94 mit dem Bolzen 93 durch Drehen der Mutter 96 nach unten bzw. nach dem Schenkel 90 des Bimetallkompensationsstreifens bewegt. In der richtigen gewünschten Stellung wird die Mutter z. B. durch Kleben, Klemmen oder Schweißen gegenüber dem Gehäuse 46 befestigt.

Claims (11)

1. Kontaktvorrichtung mit einem längsverschieblichen Stößel (34; 59) und von diesem betätigbaren beweglichen Kontaktstücken, (39, 40 ; 71, 77) die zur Bildung von Öffnern und/oder Schließern mit feststehenden Kontaktstücken (37, 38 ; 72, 78) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (34 ; 59) eine quer zu seiner Verschieberichtung verlaufende Führung (32, 33; 62) für einen beweglichen Führungskörper (28 ; 51) aufweist, daß der bewegliche Führungskörper (28 ; 51) an einem Anlenkglied (27 ; 53) angebracht ist, daß das Anlenkglied (27 ; 53) gelenkig im Bereich des Kneis eines Winkelstückes (16, 17; 47) angreift, daß zwischen dem beweglichen Führungskörper (28 ; 51) und dem einen Schenkel (17) des Winkelstückes eine Zugfeder (31 ; 50) vorgesehen ist, daß das Winkelstück (16, 17 ; 47) mittels des anderen Schenkels (16) schwenkbar gelagert ist, und daß dem beweglichen Führungskörper (28 ; 51) ein feststehender Führungskörper (29 ; 52) derart zugeordnet und die Anordnung so getroffen ist, daß der bewegliche Führungskörper (28 ; 51) während des Umschaltweges in der einen Richtung entlang der einen Seite und in der anderen Richtung entlang der anderen Seite des feststehenden Führungskörpers (29 ; 52) geführt ist.
2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfeder (31 ; 50) derart zwischen dem beweglichen Führungskörper (28 ; 51) und dem Schenkel (17) des Winkelstückes (16, 17 ; 47) angeordnet ist, daß ihre Mittelachse mit den Mittellinien (55, 56) dieses Schenkels (17) und des Anlenkgliedes (27 ; 53) in den beiden Endstellungen des Umschaltweges (10) etwa gleich große stumpfwinklige Dreiecke bildet.
3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Winkelstück (16, 17 ; 47) mittels eines gelenkig befestigten Verbindungsgliedes (21 ; 83) ein Betätigungshebel (20; 86) angreift.
4. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (57 ; 58) zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Winkelstückes (16, 17; 47) vorgesehen sind.
5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (83) mit einer Feder (84) versehen ist.
6. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Winkelstück (16, 17 ; 47) eine Rückholfeder (24 ; 67) angreift.
7. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (67) mit ihrem einen Ende verstellbar in einem Innengewinde eines Rückholfederhalters (68) sitzt.
8. Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktstücke (39, 40 ; 71, 77) an Blattfedern (41, 42 ; 70, 76) angebracht sind.
9. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (86) mit einem Kompensationsbimetall (89, 90) zusammenwirkt.
10. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsbimetall (89, 90) winklig ausgebildet ist, in einer Halterung schwenkbar gehalten ist und mit dem einen Schenkel (89) an dem Betätigungshebel (86) sowie mit dem anderen Schenkel (90) an einer Verstellvorrichtung (93, 94) anliegt.
11. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung aus einem Einstellrad (94) mit einem Bolzen (93) und einer Mutter (96) besteht, daß das Gehäuse (46) mit einem Anschlag (98) und das Einstellrad (94) mit einem Vorsprung (99) versehen sind, und daß die Mutter (96) in einem Gleitsitz (97) des Gehäuses (46) gehalten ist.
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