EP0173193A2 - Elektrischer Schalter - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/20—Bridging contacts
Definitions
- the invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 1.
- a contact arrangement for a low-voltage switch with a contact arm and a contact pressure spring designed as a torsion spring has become known from DE-GM 19 09 358.
- the object of the invention is to make the contact spring simpler and to make the holder or the connection to the movable contact arm easier. This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
- the end of at least one tab is cage-like bent inwards, whereby the coil spring is at least partially covered. This forms a stop for the coil spring.
- the effect of these stops is as follows: after the unlatching has taken place and the contact lever has traveled a certain distance, the leg coil spring is relaxed and it engages one or two stops. The force and the friction on the switching pin are thus eliminated or at least considerably reduced and the contact lever can continue to move freely under the action of a contact opening spring or an impact anchor.
- leg ends of the compression spring is bent so that the leg ends do not staple themselves in the contact lever.
- the geometry of the design should be chosen so that the bearing point of the lever opposite the contact piece, the bearing point of the leg end that is not bent up, and the central axis of the switching pin lie on one line.
- grooves can be provided in the contact lever, which serve to guide the leg ends.
- FIG. 1 shows an electrical low-voltage switch with a contact bridge 10, on which two movable contact pieces 11 and 12 are formed, which come into contact with two fixed contact pieces 13 and 14, whereby the two fixed contact pieces 13 and 14 are connected by means of the contact bridge 10.
- two tabs 15 and 16 are formed on both sides of the contact bridge 10 approximately in the middle thereof, each having an elongated hole 17 and 18 extending up to the contact bridge 10. The two elongated holes 17 and 18 are aligned.
- switching pin 19 also called switching rod 19.
- a contact pressure spring 20 which is designed as a torsion spring, the two ends 21 and 22 of which are elongated and, as can be seen from FIG. 1, form an obtuse angle alpha with one another.
- the ends of the legs 21 and 22 lie in one plane and in the position indicated in FIGS. 1 and 2 directly on the upper surface of the contact bridge.
- the arrangement is such that the distance A 1 of the switching rod or the central axis of the switching rod 19 from the upper surface of the contact bridge 10 is always smaller than the extent of the V-shape formed by the two legs 21 and 22 in a relaxed manner State in the direction transverse or perpendicular to the central axis of the switching rod 19. This ensures that the switching rod 19 presses the two leg ends 21 and 22 continuously against the contact bridge 10, the switching rod 19 with a surface area facing the contact bridge on the inside of the contact pressure spring 20th is present.
- a slot 23 is provided for guiding the shift rod 19.
- FIGS. 3 and 4 shows a contact lever arrangement in which the movable contact arm is designed as a contact lever 30 supported on one side, a movable contact piece 31 is formed on one end and the other end of the contact arm 30 is supported on a stationary bearing element 32.
- the fixed contact piece% bears the reference number 33.
- the support at point 32 that is to say at support point 32, can also be a latching point.
- the support point 32 is attached to a ratchet lever 34 which is articulated or rotatable about a fixed axis 35.
- Support point 32 is actually designed as a latching point.
- the geometry of the arrangement is chosen so that the connecting lines between the support 32, the support point of the leg 21 and the center of the switching pin 19 form a straight line, ie that the three points are aligned. It is thereby achieved that the end of the leg 22 only slides, which can be supported by the fact that this end 22a, as indicated in Fig. 7, is bent.
- the contact pressure spring is the same as that according to FIGS. 1 and 2 and for this reason it also bears the reference numbers 20, 21 and 22.
- the distance of the central axis of the switching rod 19 from the contact lever 30 is denoted by b.
- the torsion spring 20 or contact pressure spring 20 generates the contact pressure force, which is divided into the actual contact force P 1 and the contact force or latching force P 2 .
- the arrangement has, in the same way as that of FIG. 2, two tabs 36 and 37, which are provided with elongated holes 38 and 39, through which the shift rod 19 extends.
- the ends of the two tabs 36 and 37 additionally have an inward bend 40 and 41, so that a cage is formed by the tabs 36 and 37 with the angled portions 40 and 41.
- the distance of the surface line M, which lies on the side of the torsion spring or contact pressure spring 20 opposite the two legs 21 and 22, from the inner surface of the bends 41 and 42 is d. This dimension is chosen so that after a contact opening (see in Figures 5 and 6) the turns of the contact pressure spring abut against the tabs 40 and 41 (see Figures 5 and 6).
- the distance b naturally increases and becomes b 1 , because the relaxation of the legs 21 and 22 pushes the contact lever 30 away from the switching rod 19.
- the surface line M bears against the stops 40 and 41, so that the relaxation movement of the legs 21 and 22 is limited, and as a result the switching rod 19 is released from the inner surfaces of the turns of the contact pressure spring 20.
- a gap c is obtained between the inner surface of the turns of the contact pressure spring 20 and the outer surface of the switching rod 19, as a result of which the friction between the switching rod 19 and the turns of the contact pressure spring 20 is eliminated.
- the force with which the contact lever is brought into the switch-off position is brought about by a switch-off spring 42.
- Figures 7 and 8 show a further embodiment of the invention. This is essentially the same arrangement as that according to FIGS. 3 and 4 or 5 and 6, only a difference being present in that two tabs 71 and 72 are formed on the contact lever 70, of which only one Tab 71 has an angle 73.
- the relaxation path of only the two turns 74 and 75 is thereby limited, whereas the turns 76, 77 and 78 can deform freely.
- the two windings 74 and 75 are located at a distance c from the shift rod 19, the turn 76 also running at a reduced distance from the shift rod 19, whereas the two turns 77 and 78 are in the lower region, ie there where the two legs 21 and 22 lie, have already placed against the shift rod 19.
- the friction between the contact pressure spring 20 and the switching rod 19 is slightly and ,, dosed increased, which can be very desirable for assembly reasons.
- the contact arrangement can be used not only on contact bridge switches, but also on contact lever switches.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Es gibt eine Reihe Ausführungen von Schaltern mit Kontakthebeln oder Kontaktbrücken, bei denen der Kontaktdruck auf unterschiedliche Weise erzeugt wird. Aus der DE-OS 15 63 781 ist ein Leitungsschutzschalter bekanntgeworden, bei dem in einer Ausführung der Kontaktdruck mittels einer an einem den Betätigungshebel und den Kontakthebel miteinander kuppelnden Schaltstößel angeordneten Schraubendruckfeder erzeugt wird. Bei einer anderen Ausführung in der gleichen DE-OS 15 63 781 ist eine Schenkelfeder vorgesehen, die um die Drehachse des Kontakthebels herumgeschlungen ist und den Kontaktdruck erzeugt. Diese Feder dient gleichzeitig auch als Ausschaltfeder, mit der der Kontakthebel in die Ausschaltstellung verbracht wird. " Aus der DE-AS 11 23 029 ist ein Kleinselbstschalter bekanntgeworden, bei dem zwischen dem Schaltstößel (Griff) und dem Kontakthebel eine Blattfeder angeordnet ist, die den Kontaktdruck erzeugt.
- Aus der DE-PS 10 30 916 ist bekannt, den Kontakthebel selbstfedernd auszubilden, um den Kontaktdruck zu erzeugen.
- Aus der DE-OS 14 63 384 ist bekannt, am Kontakthebel ein federndes Zwischenstück anzuformen, mit dem der Kontaktdruck erzeugt werden kann. Das bewegliche Kontaktstück ist dann an dem federnden Zwischenhebel befestigt.
- Eine Kontaktanordnung für einen Niederspannungsschalter mit einem Kontaktarm und einer als Drehfeder ausgebildeten Kontaktdruckfeder ist aus dem DE-GM 19 09 358 bekanntgeworden. Dort dient zur Führung der Kontaktdruckfeder und des Kontakthebels eine spezielles Gehäuse, das mit dem Schaltzapfen bzw. der Schalterwelle verbunden ist und praktisch ein Teil mit diesem bildet.
- Bei allen Ausführungen besteht das Problem, daß das Anbringen von Schrauben- oder Blattfedern platz- und materialaufwendig ist. Bei Blattfedern bzw. bei Federungen, die einer Blattfeder in ihrer Wirkung gleichkommen, ergibt sich außerdem noch als Nachteil, daß beim Schließvorgang die Kontaktkraft von Null aus nur langsam, d.h. linear mit der Stößelbewegung aufgebaut wird, weil keine Vorspannung vorhanden ist. Es sind dies die Ausführungen nach der DE-OS 14 63 384 bzw. der DE-PS 10 30 916. Ähnlich ist dabei auch die Blattfeder nach der DE-AS 11 23 029. Die Druckfeder nach der DE-OS 15 63 781 hat den Nachteil, daß der Stößel zweigeteilt werden muß, was ebenfalls einen erhöhten Aufwand mit sich bringt,
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Kontaktfeder einfacher auszubilden und die Halterung bzw. die Verbindung mit dem bewegbaren Kontaktarm einfacher zu gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Eine derartige Ausbildung ist einfach und gleichzeitig wird auch sichergestellt, daß ein Anfangskontaktdruck durch eine Vorspannung vorhanden ist. Ein gewisses Problem besteht aber darin, daß bei Kontstruktionen mit Kontakthebel eine relativ große Reibung zwischen dem Kontakthebel und dem Schaltzapfen vorhanden ist, weil die Federwindungen und insbesondere die freien Enden der Feder dauernd unter der Federspannung an dem Schaltzapfen anliegen. Insbesondere ist die Reibung zwischen den Schenkel- bzw. Drahtenden und dem Kontaktarm relativ hoch wegen der dort vorhandenen geringen Auflagefläche.
- Der Reibungswiderstand gegen die Schwenkung des Kontakthebels nach Auslösung, also beim Auslösevorgang des Schalters, ist dann relativ groß, was die Kontaktöffnung hemmt und verzögert. Um dies zu vermeiden, wird gemäß kennzeichnendem Teil des Anspruches 3 das Ende wenigstens eines Lappens käfigartig nach innen gebogen, wodurch die Schraubenfeder zumindest teilweise überdeckt wird. Hierdurch wird für die Schraubenfeder ein Anschlag gebildet. Die Wirkung dieser Anschläge ist folgende: nachdem die Entklinkung erfolgt ist und der Kontakthebel einen gewissen Weg zurückgelegt hat, wird die Schenkel-Schraubenfeder entspannt und sie legt sich an einem oder zwei Anschlägen an. Damit ist die Kraftwirkung und die Reibung an dem Schaltzapfen aufgehoben oder zumindest erheblich vermindert und der Kontakthebel kann sich weiter frei unter der Wirkung einer Kontaktöffnungsfeder bzw. eines Schlagankers drehen. Es gibt nun auch Fälle, bei denen beispielsweise aus montagetechnischen Gründen eine geringe Reibung zwischen dem Kontakthebel und dem Schaltzapfen erwünscht ist. In einem solchen Falle wird erfindungsgemäß nur ein Lappen käfigartig nach innen umgebogen und zwar in beliebig wählbarer Länge. Die Feder kommt dann je nach Ausbildung und Länge der Umbiegung bzw. des Anschlages nur mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen an der Achse zum Anliegen.
- Wesentlich ist darüberhinaus, daß wenigstens eines der Schenkelenden der Druckfeder aufgebogen ist, damit sich die Schenkelenden nicht im Kontakthebel verstemmen. Insbesondere dann, wenn nur das Schenkelende, das dem Kontaktstück benachbart ist, aufgebogen ist, ist eine vorteilhafte Wirkung zu erzielen, da dann nur das aufgebogene Ende auf dem Kontakthebel gleitet. Um diesen Effekt noch zu unterstützen, sollte die Geometrie der Ausführung so gewählt werden, daß der dem Kontaktstück entgegengesetzt liegende Lagerpunkt des Hebels, die Auflagerstelle des nicht aufgebogenen Schenkelendes und die Mittelachse des Schaltzapfens auf einer Linie liegen. Zweckmäßigerweise können im Kontakthebel Nuten vorgesehen sein, die zur Führung der Schenkelenden dienen.
- Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.
- Es zeigt:
- Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Kontaktbrückenanordnung mit einer Schraubenfeder, gemäß Schnittlinie I-I der Fig. 2, 1.
- Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1,
- Fig. 3 eine weitere Kontaktanordnung gemäß Schnittlinie III-III der Fig. 4 und
- Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3,
- Fig. 5/6 zwei Schnittansichten der Ausführungen gemäß den Figuren 3 und 4 im ausgeschalteten Zustand, wobei die Ansichten ähnlich denjenigen der Figuren 1 und 2 bzw. 3 und 4 sind und
- Fig. 7/8 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung in Ausschaltstellung, in ähnlicher Darstellung wie diejenige der Figuren 5 und 6.
- Die Figur 1 zeigt einen elektrischen Niederspannungsschalter mit einer Kontaktbrücke 10, an der zwei bewegbare Kontaktstücke 11 und 12 angeformt sind, die mit zwei Festkontaktstücken 13 und 14 miteinander in Verbindung gelangen, wodurch die beiden Festkontaktstücke 13 und 14 mittels der Kontaktbrücke 10 verbunden ist. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind an der Kontaktbrücke 10 annähernd in deren Mitte beidseitig zwei Lappen 15 und 16 angeformt, die jeweils ein bis zur Kontaktbrücke 10 verlaufendes Langloch 17 und 18 aufweisen. Die beiden Langlöcher 17 und 18 fluchten miteinander.
- Sie sind von einem Schaltzapfen 19, auch Schaltstange 19 genannt, durchgriffen.
- Zwischen den beiden Lappen 15 un 16 befindet sich eine Kontaktdruckfeder 20, die als Drehfeder ausgebildet ist, deren beide Enden 21 und 22 verlängert sind und, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, einen stumpfen Winkel alpha miteinander bilden. Die Enden der Schenkel 21 und 22 liegen in einer Ebene und in der Fig. 1 bzw. 2 angedeuteten Stellung direkt auf der oberen Fläche der Kontaktbrücke auf. Die Anordnung ist so bemessen, daß der Abstand A1 der Schaltstange bzw. der Mittelachse der Schaltstange 19 von der oberen Fläche der Kontaktbrücke 10 in jedem Falle immer kleiner ist als die Erstreckung der durch die beiden Schenkel 21 und 22 gebildeten V-Form in entspanntem Zustand in Richtung quer bzw. senkrecht zu der Mittelachse der Schaltstange 19. Dadurch wird erreicht, daß die Schaltstange 19 die beiden Schenkelenden 21 und 22 dauernd gegen die Kontaktbrücke 10 andrückt, wobei die Schaltstange 19 mit einem der Kontaktbrücke zugewandten Oberflächenbereich am Inneren der Kontaktdruckfeder 20 anliegt.
- Zur Führung der Schaltstange 19 ist ein Schlitz 23 vorgesehen.
- Die Ausführung gemäß Figuren 3 und 4 zeigt eine Kontakthebelanordnung, bei der der bewegbare Kontaktarm als einseitig aufgelagerter Kontakthebel 30 ausgebildet ist, an dessen einem Ende ein bewegbares Kontaktstück 31 angeformt ist und mit dessen anderem Ende der Kontaktarm 30 an einem ortsfesten Lagerelement 32 aufgelagert ist. Das feste Kontaktstück %rägt die Bezugsziffer 33. Die Auflagerung an der Stelle 32, also an der Auflagestelle 32 kann auch eine Verklinkungsstelle sein. Zu diesem Zweck ist die Auflagestelle 32 an einem Klinkenhebel 34 angebracht, der um eine ortsfeste Achse 35 gelenkig bzw. drehbar gelagert ist. In den Figuren 3 bis 8 ist..die Auflagestelle 32 tatsächlich als Verklinkungsstelle ausgebildet. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, an dieser Stelle ein Drehlager vorzusehen. Hierbei ist die Geometrie der Anordnung so gewählt, daß die Verbindungslinien zwischen dem Auflager 32, dem Auflagepunkt des Schenkels 21 und dem Mittelpunkt des Schaltzapfens 19 eine gerade Linie bildet, d.h. daß die drei Punkte fluchten. Dadurch wird erreicht, daß das Ende des Schenkels 22 nur gleitet, was dadurch noch unterstützt werden kann, daß dieses Ende 22a, wie in Fig. 7 angedeutet, aufgebogen ist.
- Die Kontaktdruckfeder ist die gleiche wie die gemäß den Figuren 1 und 2 und sie trägt aus diesem Grunde auch die Bezugsziffer 20, 21 und 22. Der Abstand der Mittelachse der Schaltstange 19 von dem Kontakthebel 30 ist mit b bezeichnet. Die Drehfeder 20 bzw. Kontaktdruckfeder 20 erzeugt die Kontaktdruckkraft, die sich aufteilt in die eigentliche Kontaktkraft P1 und die Auflagekraft bzw. Verklinkungskraft P2.
- Die Anordnung besitzt in gleicher Weise wie die der Figur 2 zwei Lappen 36 und 37, die mit Langlöchern 38 und 39 versehen sind, durch die die Schaltstange 19 hindurchgreift. Die Enden der beiden Lappen 36 und 37 besitzen aber zusätzlich eine Abwinkelung 40 bzw. 41 nach innen, so daß durch die Lappen 36 und 37 mit den Abwinkelungen 40 und 41 ein Käfig gebildet ist. Der Abstand der Mantellinie M, die auf der den beiden Schenkeln 21 und 22 gegenüberliegenden Seite der Drehfeder bzw. Kontaktdruckfeder 20 liegt, von der Innenfläche der Abwinkelungen 41 und 42 beträgt d. Dieses Maß ist so gewählt, daß nach einer Kontaktöffnung (siehe in Figuren 5 und 6) die Windungen der Kontaktdruckfeder gegen die Lappen 40 und 41 anschlagen (siehe Figuren 5 und 6). Im ausgeschalteten Zustand vergrößert sich naturgemäß der Abstand b und wird zu b1, weil durch die Entspannung der Schenkel 21 und 22 der Kontakthebel 30 von der Schaltstange 19 weggedrückt wird. Allerdings legt sich die Mantellinie M an die Anschläge 40 und 41 an, so daß die Entspannungebewegung der Schenkel 21 und 22 begrenzt ist und dadurch kommt die Schaltstange 19 von den Innenflächen der Windungen der Kontaktdruckfeder 20 frei. Man erhält zwischen der Innenfläche der Windungen der Kontaktdruckfeder 20 und der Außenfläche der Schaltstange 19 einen Spalt c, wodurch die Reibung zwischen der Schaltstange 19 und den Windungen der Kontaktdruckfeder 20 aufgehoben ist. Die Kraft,mit der der Kontakthebel in die Ausschaltstellung verbracht wird, wird durch eine Ausschaltfeder 42 bewirkt.
- Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Es handelt sich hierbei um im wesentlichen die gleiche Anordnung wie diejenige gemäß den Figuren 3 und 4 bzw. 5 und 6, wobei lediglich insoweit ein Unterschied vorhanden ist, als an dem Kontakthebel 70 zwei Lappen 71 und 72 angeformt sind, von denen lediglich der eine Lappen 71 eine Abwinkelung 73 aufweist. Dadurch wird, wie man aus der Figur 8 erkennen kann, der Entspannungsweg lediglich der beiden Windungen 74 und 75 begrenzt, wogegen die Windungen 76, 77 und 78 sich frei verformen können. Die beiden Windungen 74 und 75 befinden sich in einem Abstand c von der Schaltstange 19, wobei die Windung 76 ebenfalls noch in einem, wenn auch verringertem Abstand zu,der Schaltstange 19 verläuft, wogegen die beiden Windungen 77 und 78 im unteren Bereich, also dort wo die beiden Schenkel 21 und 22 liegen, sich gegen die Schaltstange 19 schon angelegt haben. Dadurch wird die Reibung zwischen der Kontaktdruckfeder 20 und der Schaltstange 19 geringfügig und,,dosiert erhöht, was aus montagetechnischen Gründen sehr wohl gewünscht sein kann.
- Die Kontaktanordnung ist, wie aus den Figuren 1 und 2 bzw. 3 und 4 ersichtlich ist, nicht nur auf Kontaktbrückenschalter, sondern auch auf Kontakthebelschalter anwendbar.
- In Figur 7 ist ersichtlich, daß die Schenkel 21 und 22 an ihren Enden Aufbiegungen 21a, 22a aufweisen und in Nuten 30a, 30b am Kontakthebel 30 geführt sind. Erforderlich wäre nur die Aufbiegung 22a, da, wie oben angedeutet, nur der Schenkel 22 auf dem Kontakthebel 30 gleitet.
- Die käfigartige Ausführung mit den Lappen 15, 16 und Anschlägen 40, 41 führt dazu, daß Kontakthebel und Druckfeder eine vormontierbare Einheit bilden.
Claims (7)
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