EP0433551B1 - Schaltschütz - Google Patents

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Publication number
EP0433551B1
EP0433551B1 EP90115730A EP90115730A EP0433551B1 EP 0433551 B1 EP0433551 B1 EP 0433551B1 EP 90115730 A EP90115730 A EP 90115730A EP 90115730 A EP90115730 A EP 90115730A EP 0433551 B1 EP0433551 B1 EP 0433551B1
Authority
EP
European Patent Office
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armature
contact carrier
pin
setoff
spring
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90115730A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0433551A1 (de
Inventor
Robert Kralik
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.)
Schaltbau GmbH
Original Assignee
Schaltbau 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 Schaltbau GmbH filed Critical Schaltbau GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/001—Means for preventing or breaking contact-welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/163—Details concerning air-gaps, e.g. anti-remanence, damping, anti-corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a contactor with at least one spring-loaded contact carrier mounted in its housing and a drive for moving the contact carrier from an open position to a closed position in which the resilient contacts rest on fixed contacts to the housing, and with a spring for moving the Contact carrier from the closed position to the open position, wherein the drive has an armature movable in a magnetic field coil, which is positively connected to the contact carrier and presses in the closed position against a pressure surface of the contact carrier, the contact carrier penetrating a central bore of the armature with and with reaches behind a paragraph.
  • the pin above the armature is broadened into a cylindrical extension which passes through a housing plate covering the drive of the contactor.
  • a cylindrical part is usually used in this housing plate, which serves as a stop for the armature when it moves the contact bridge into the closed position.
  • One or more contact bridges are again spring-mounted in the contact carrier. To close the contacts, therefore, the spring supporting the contact carrier must first be compressed, after which the die Contact bridges in the springs supporting springs are compressed by a certain amount. This amount is referred to as the subsequent stroke and serves to ensure that the movable contacts rest securely on the contacts fixed to the housing.
  • the opening of the contacts is effected solely by the spring supporting the contact carrier in the housing, while the armature falls back into its initial position, partly due to its weight, partly because it is also covered by the spring force over the pressure surface.
  • the force of the spring supporting the contact carrier in the housing may not be sufficient to separate the movable contacts from the contact elements fixed to the housing.
  • the use of a stronger spring usually stands in the way that the drive would then also have to be reinforced, which would lead to an increase in the construction volume.
  • a contactor of the type mentioned above is e.g. known from US-PS 2,755,354.
  • the anchor is engaged by a nut arranged at the end of a screw passing through the anchor, so that the weight of the anchor also supports the opening process.
  • it is quite complex to assemble the contactor, and it is in any case necessary that the side of the armature facing away from the contact bridge is accessible.
  • the object of the present invention is therefore to improve a contactor of the type mentioned in such a way that the contact carrier can be connected to the armature in a simple manner.
  • the diameter of the central bore of the armature is dimensioned so is that the pin together with the paragraph can be inserted into the bore, and that a shoulder is formed in the bore of the armature, which engages behind the paragraph, the length of the pin between the pressure surface of the contact carrier and its paragraph the length of the central bore of whose top edge corresponds to the shoulder.
  • the contact carrier can thus be easily suspended in the anchor, which is easy to assemble and disassemble. Furthermore, the armature is firmly clamped between the pressure surface and the shoulder, which has the advantage that the acceleration of the armature takes place at the same time due to the force of gravity and the springs supporting the contact bridges, which increases the tear-off effect.
  • the shoulder extends in a hook shape to a radial side of the pin.
  • the pin is then inserted eccentrically in the bore of the armature, while in the inserted state the pin can again be located centrally in the bore of the armature.
  • the drive is covered by a metal housing plate, through which an opening is penetrated for hanging the pin of the contact carrier, and if the housing plate is in a region concentrically surrounding the opening, which corresponds approximately to the diameter of the armature , is stepped towards the anchor. Due to this step-like offset, which is made in one piece by stamping in the metal plate is formed, the production of the housing plate becomes much more cost-effective than in conventional designs in which a core made as a turned part was inserted into the housing plate.
  • a spring lamellar disc is arranged between the armature and the housing plate, which advantageously consists of a non-magnetic material.
  • This spring plate ensures that the armature is always kept at a distance from the stepped area of the metal housing plate during a closing movement of the contactor, so as to prevent the armature from sticking to the metal housing plate when the contactor is to be opened.
  • the electrical switching device consisting of two contactors is shown. It comprises two drives 1, of which only the left drive is visible.
  • the drive consists of a coil 2, within which an armature made of ferromagnetic material is arranged to be vertically movable in the direction of the double arrow.
  • the armature 3 is penetrated by a central bore 4 through which the vertical pin 5 of a contact carrier 6 extends.
  • the contact carrier 6 is via a spring 7 against the upward closing direction spring loaded. This means that the force of the spring 7 must be overcome by the drive 1 during the closing movement of the contact carrier.
  • the drive 1 is separated by a drive housing plate 8 from the upper housing 9 receiving the contact carriers 6.
  • the housing plate 8 is provided with an aligned opening 10.
  • the housing plate 8 is designed as a stamped and bent part and is deep-drawn down in a region concentrically around the opening 10, the diameter of the deep-drawn region 11 corresponding approximately to the diameter of the armature. This avoids the rotary part used in the conventional contactors in the housing plate, which keeps the armature at a distance from the housing plate.
  • a spring lamellar disk 12 is arranged, which consists of an antimagnetic material such as brass and prevents the armature from "sticking" to the housing plate 8 when the contact carrier is closed.
  • the spring plate disk 12 is shown in a top view in FIG. 2.
  • the pin 5 of the contact carrier 6 has at its lower end a hook-shaped shoulder 13 which engages behind the central bore 4 in a recess forming a shoulder 14.
  • a pressure surface 18 is also formed on the contact carrier 6, from which the pin 5 extends. The length of the pin between the pressure surface 18 and its hook-shaped shoulder 13 corresponds to the length of the central bore 4 of the armature 3 from its upper edge 19 to the shoulder 14. The armature 3 is thus positively between the Pressure surface 18 of the contact carrier and the paragraph 13 held.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltschütz mit mindestens einem in dessen Gehäuse gelagerten, federnde Kontakte tragenden Kontaktträger und einem Antrieb zum Bewegen des Kontaktträgers aus einer Offenstellung in eine Schließstellung, in der die federnden Kontakte an gehäusefesten Festkontakten anliegen, und mit einer Feder zum Bewegen des Kontaktträgers aus der Schließstellung in die Offenstellung, wobei der Antrieb einen in einer Magnetfeldspule beweglichen Anker aufweist, der mit dem Kontaktträger formschlüssig verbunden ist und in Schließstellung gegen eine Druckfläche des Kontaktträgers drückt, wobei der Kontaktträger mit einem Stift eine zentrale Bohrung des Ankers durchsetzt und mit einem Absatz hintergreift.
  • Bei bisher üblichen Schaltschützen ist der Stift oberhalb des Ankers zu einem zylindrischen Ansatz verbreitert, welcher eine den Antrieb des Schaltschützes abdeckende Gehäuseplatte durchsetzt. In dieser Gehäuseplatte ist bei den bekannten Schaltschützen meist ein zylindrisches Teil eingesetzt, welches dem Anker als Anschlag dient, wenn dieser die Kontaktbrücke in Schließstellung bewegt. In dem Kontaktträger sind eine oder mehrere Kontaktbrücken nochmals federnd gelagert. Zum Schließen der Kontakte muß daher zunächst die den Kontaktträger abstützende Feder zusammengedrückt werden, wonach dann auch noch die die Kontaktbrücken in dem Kontaktträger lagernden Federn um einen gewissen Betrag zusammengedrückt werden. Dieser Betrag wird als Nachhub bezeichnet und dient dem sicheren Anliegen zwischen den beweglichen Kontakten an den gehäusefesten Kontakten. Das Öffnen der Kontakte wird allein durch die den Kontaktträger im Gehäuse abstützende Feder bewirkt, während der Anker, teils aufgrund seines Gewichtes, teils deswegen, weil er über die Druckfläche auch von der Federkraft erfaßt wird, in seine Ausgangsstellung zurückfällt. In Fällen leichterer Kontaktverschweißung kann es sein, daß die Kraft der den Kontaktträger im Gehäuse abstützenden Feder nicht ausreicht, um die beweglichen Kontakte von den gehäusefesten Kontaktelementen zu trennen. Dem Einsatz einer stärkeren Feder steht in der Regel entgegen, daß dann auch der Antrieb verstärkt werden müßte, was zu einer Vergrößerung des Bauvolumens führen würde.
  • Ein Schütz der eingangs genannten Art ist z.B. aus der US-PS 2 755 354 bekannt. Dort wird der Anker von einem am Ende einer den Anker durchsetzenden Schraube angeordneten Mutter hintergriffen, so daß auch das Gewicht des Ankers den Öffnungsvorgang unterstützt. Allerdings ist es recht aufwendig, den Schütz zusammenzubauen, und es ist in jedem Falle erforderlich, daß die der Kontaktbrücke abgewandte Seite des Ankers zugänglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schütz der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Kontaktträger auf einfache Weise mit dem Anker verbunden werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchmesser der zentralen Bohrung des Ankers so bemessen ist, daß der Stift mitsamt dem Absatz in die Bohrung einführbar ist, und daß in der Bohrung des Ankers eine Schulter ausgebildet ist, die der Absatz hintergreift, wobei die Länge des Stiftes zwischen der Druckfläche des Kontaktträgers und seinem Absatz der Länge der zentralen Bohrung von dessen Oberkante bis zur Schulter entspricht.
  • Der Kontaktträger kann so auf einfache Weise in den Anker eingehängt werden, was einer leichten Montage und Demontage zugutekommt. Ferner wird der Anker fest zwischen der Druckfläche und dem Absatz eingespannt, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die Beschleunigung des Ankers aufgrund der Schwerkraft und der die Kontaktbrücken abstützenden Federn zu derselben Zeit erfolgt, wodurch sich der Losreißeffekt verstärkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Absatz hakenförmig zu einer radialen Seite des Stiftes. Das Einführen des Stiftes erfolgt dann exzentrisch in der Bohrung des Ankers, während im eingesetzten Zustand der Stift wieder zentrisch in der Bohrung des Ankers liegen kann. Es ist allerdings auch möglich, die Bohrung exzentrisch in dem Anker vorzusehen, so daß der Stift im eingehängten Zustand zwar exzentrisch in der Bohrung, aber in der Schwerpunktachse des Ankers liegt. Besonders günstig ist in diesem Zusammenhang auch, wenn der Antrieb von einer metallenen Gehäuseplatte abgedeckt ist, die zum Einhängen des Stiftes des Kontaktträgers von einer Öffnung durchsetzt ist, und wenn die Gehäuseplatte in einem die Öffnung konzentrisch umgebenden Bereich, der etwa dem Durchmesser des Ankers entspricht, zum Anker hin stufenförmig abgesetzt ist. Durch diese stufenförmige Absetzung, die durch Prägen einstückig in der Metallplatte ausgebildet, ist, wird die Herstellung der Gehäuseplatte wesentlich kostengünstiger als bei bisher üblichen Ausführungen, bei denen in die Gehäuseplatte ein als Drehteil gefertigter Kern eingesetzt wurde.
  • Günstig ist ferner auch, wenn zwischen dem Anker und der Gehäuseplatte eine Federlamellenscheibe angeordnet ist, die vorteilhafterweise aus einem nichtmagnetischen Werkstoff besteht. Diese Federlamellenscheibe sorgt dafür, daß bei einer Schließbewegung des Schaltschützes der Anker stets im Abstand von dem abgesetzten Bereich der metallenen Gehäuseplatte gehalten wird, um so zu verhindern, daß der Anker an der metallenen Gehäuseplatte kleben bleibt, wenn der Schaltschütz geöffnet werden soll.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, und
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Federlamellenscheibe.
  • In Fig. 1 ist die elektrische Schaltvorrichtung, bestehend aus zwei Schaltschützen, dargestellt. Sie umfaßt zwei Antriebe 1, von denen lediglich der linke Antrieb sichtbar ist. Der Antrieb besteht aus einer Spule 2, innerhalb derer ein Anker aus ferromagnetischem Material in Richtung des Doppelpfeiles höhenbeweglich angeordnet ist. Der Anker 3 ist von einer Zentralbohrung 4 durchsetzt, durch welche sich der vertikale Stift 5 eines Kontaktträgers 6 hindurcherstreckt. Der Kontaktträger 6 ist über eine Feder 7 entgegen der nach oben gerichteten Schließrichtung federbelastet. Das bedeutet, daß bei der Schließbewegung des Kontaktträgers die Kraft der Feder 7 durch den Antrieb 1 überwunden werden muß. Der Antrieb 1 ist durch eine Antriebsgehäuseplatte 8 von dem oberen, die Kontaktträger 6 aufnehmenden Gehäuse 9 getrennt. Damit sich der Stift 5 des Kontaktträgers in die Zentralbohrung 4 des Ankers 3 erstrecken kann, ist die Gehäuseplatte 8 mit einer fluchtenden Öffnung 10 versehen. Die Gehäuseplatte 8 ist als ein Stanz-Biegeteil ausgebildet und ist in einem Bereich konzentrisch um die Öffnung 10 nach unten tiefgezogen, wobei der Durchmesser des tiefgezogenen Bereichs 11 etwa dem Durchmesser des Ankers entspricht. Hierdurch wird das bei üblichen Schützen in die Gehäuseplatte eingesetzte Drehteil, welches den Anker von der Gehäuseplatte beabstandet hält, vermieden. Im Bereich zwischen dem tiefgezogenen Bereich 11 und der Oberseite des Ankers 3 ist eine Federlamellenscheibe 12 angeordnet, die aus einem antimagnetischen Werkstoff wie z.B. Messing besteht und verhindert, daß der Anker beim Schließen des Kontaktträgers an die Gehäuseplatte 8 "kleben" bleibt. Die Federlamellenscheibe 12 ist in Fig. 2 in einer Draufsicht dargestellt.
  • Ferner ist zu erkennen, daß der Stift 5 des Kontaktträgers 6 an seinem unteren Ende einen hakenförmigen Absatz 13 aufweist, der die Zentralbohrung 4 in einer eine Schulter 14 bildenden Ausnehmung hintergreift. Am Kontaktträger 6 ist zudem eine Druckfläche 18 ausgebildet, von welcher aus sich der Stift 5 erstreckt. Die Länge des Stiftes zwischen der Druckfläche 18 und seinem hakenförmigen Absatz 13 entspricht der Länge der zentralen Bohrung 4 des Ankers 3 von dessen Oberkante 19 bis zur Schulter 14. Der Anker 3 wird auf diese Weise formschlüssig zwischen der Druckfläche 18 des Kontaktträgers und dem Absatz 13 gehalten.
  • Durch diese formschlüssige Verbindung wird der Kontaktträger auch bei einer Öffnungsbewegung des Ankers 3 nach unten mitgenommen. Die hierbei freiwerdende kinetische Energie wird somit auf den Kontaktträger 6 übertragen, wodurch bei kleineren Kontaktverschweißungen ein sicheres Öffnen der Kontakte noch möglich ist. Die zur Verfügung stehende kinetische Energie resultiert daraus, daß der Anker 3 den Kontaktträger 6 weiter anhebt, als zur Schließung der federgestützten Kontakte 15, 20 bzw. 15, 21 erforderlich ist. Hierbei handelt es sich um den bei Schützen allgemein bekannten Nachhub, der sicherstellen soll, daß die Kontakte im Schließzustand voll anliegen. Beim Öffnen der Kontakte wird die durch den Nachhub in den Federn gespeicherte Energie freigegeben und beschleunigt zusätzlich den ohnehin durch die Erdanziehungskraft beschleunigten Anker 3. Diese, in dem Anker 3 gespeicherte kinetische Energie wirkt beim Öffnen der Kontakte zusätzlich zu der Kraft der Feder 7.

Claims (4)

  1. Schaltschütz mit mindestens einem in dessen Gehäuse gelagerten, federnde Kontakte tragenden Kontaktträger (6) und einem Antrieb (1) zum Bewegen des Kontaktträgers aus einer Offenstellung in eine Schließstellung, in der die federnden Kontakte an gehäusefesten Festkontakten anliegen, und mit einer Feder (7) zum Bewegen des Kontaktträgers (6) aus der Schließstellung in die Offenstellung, wobei der Antrieb (1) einen in einer Magnetfeldspule (2) beweglichen Anker (3) aufweist, der mit dem Kontaktträger formschlüssig verbunden ist und in Schließstellung gegen eine Druckfläche (18) des Kontaktträgers drückt, wobei der Kontaktträger (6) mit einem Stift (5) eine zentrale Bohrung (4) des Ankers (3) durchsetzt und mit einem Absatz (13) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zentralen Bohrung (4) des Ankers (3) so bemessen ist, daß der Stift (5) mitsamt dem Absatz (13) in die Bohrung (4) einführbar ist, und daß in der Bohrung (4) des Ankers eine Schulter (14) ausgebildet ist, die der Absatz (13) hintergreift, wobei die Länge des Stiftes (5) zwischen der Druckfläche (18) des Kontaktträgers (6) und seinem Absatz (13) der Länge der zentralen Bohrung (4) des Ankers (3) von dessen Oberkante (19) bis zur Schulter (14) entspricht.
  2. Schaltschütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (13) sich hakenförmig zu einer radialen Seite des Stiftes (5) erstreckt.
  3. Schaltschütz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) von einer metallenen Gehäuseplatte (8) abgedeckt ist, die zum Einhängen des Stiftes (5) des Kontaktträgers (6) von einer Öffnung (10) durchsetzt ist, und daß die Gehäuseplatte (8) in einem die Öffnung (10) konzentrisch umgebenden Bereich, der etwa dem Durchmesser des Ankers (3) entspricht, zum Anker (3) hin stufenförmig abgesetzt ist.
  4. Schaltschütz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anker (3) und der Gehäuseplatte (8) eine Federlamellenscheibe (12) angeordnet ist.
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DE8915089U 1989-12-22
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EP0433551A1 EP0433551A1 (de) 1991-06-26
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