EP0667630A1 - Switch device for rotatable support for contact carrier - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung, die mit einem drehbar gelagerten Tragkörper arbeitet, in dem exzentrisch zu seinem Drehlager zumindest ein Kontaktträger hinsichtlich des Tragkörpers drehbar gelagert ist.The invention relates to a switching device that works with a rotatably mounted support body in which at least one contact carrier is rotatably mounted with respect to the support body eccentrically to its pivot bearing.
Bei Schalteinrichtungen wird üblicherweise zumindest ein bewegliches Kontaktstück auf einer mehr oder weniger kreisförmigen oder geradlinigen Bewegungsbahn zu einem feststehenden Kontaktstück geführt. In der Nähe der Kontaktberührung führt das bewegliche Kontaktstuck hierbei mehr oder weniger eine vertikale Bewegung zum feststehenden Kontaktstück aus. Bei kleinen Leistungen, wie sie im Elektronikbereich auftreten, stört die Oxydation der Kontaktstücke und allgemein der erhöhte Übergangswiderstand in den Grenzschichten der Kontaktstücke. Bei großen Schaltleistungen sieht man sich der Gefahr der Kontaktstückverschweißung ausgesetzt. Um eine sogenannte Selbstreinigung der Kontaktstücke zu erreichen, ist es üblich, Kontaktstückträger Kippbewegungen ausführen zu lassen, so daß die Kontaktstücke in etwa aufeinander abrollen können (beispielsweise DE-A-3 931 108 = GR 88 P 8599). Eine formschlüssige gesteuerte seitliche Verschiebung des beweglichen Kontaktstuckes ist nur durch aufwendige kinematische Führungen zu realisieren. Das Kontaktsystem entsprechend GB-2147146 wird nur beim Schließvorgang formschlüssig, beim Öffnungsvorgang durch die schräggestellte Feder nur kraftschlüssig gesteuert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zu entwickeln, die bei einfachem Aufbau eine gute Selbstreinigung der Kontaktstücke erzielt.In switching devices, at least one movable contact piece is usually guided on a more or less circular or rectilinear movement path to a fixed contact piece. In the vicinity of the contact contact, the movable contact piece more or less executes a vertical movement to the fixed contact piece. At low powers, such as occur in the electronics sector, the oxidation of the contact pieces and generally the increased contact resistance in the boundary layers of the contact pieces are disruptive. With large switching capacities, one is exposed to the risk of contact piece welding. In order to achieve a so-called self-cleaning of the contact pieces, it is customary to have the contact piece carrier perform tilting movements so that the contact pieces can roll approximately onto one another (for example DE-A-3 931 108 = GR 88 P 8599). A form-fitting, controlled lateral displacement of the movable contact piece can only be achieved using complex kinematic guides. The contact system according to GB-2147146 is only positively controlled during the closing process and only non-positively controlled during the opening process due to the inclined spring. The invention has for its object to develop a switching device that achieves good self-cleaning of the contact pieces with a simple structure.
Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch eine Schalteinrichtung nach Patentanspruch 1. Der Kontaktträger liegt mit beiden Kontaktstükken an je einem ortsfesten Gegenkontaktträger gefedert an. Da Toleranz- und Verschleißausgleich durch die Position des Kontaktträgers erfolgen, ist kein flexibles Anschlußkabel zur Aufnahme der Relativbewegungen notwendig. Der Federweg und zwei Anlagerücken des Tragkörpers zum Kontaktträger sind dabei derart bemessen, daß folgende Merkmale erfüllt sind:
- - von der sich gedanklich frei einstellenden Kreisbewegung des beweglichen Kontaktstükkes wird längs eines flachen Kreisbogenstükkes eine zum Kontaktstück vertikale Komponente durch die Feder aufgezehrt, so daß in diesem Bewegungsbereich die Kontaktstücke einer formschlüssig erzwungenen translatorischen Bewegung ausgesetzt sind.
- - das bewegliche Kontaktstück hebt am Ende des Federweges bei überwiegend vertikaler Komponente rasch ab, wobei auch der umgekehrte Bewegungsablauf ermöglicht ist.
- - From the free movement of the circular contact of the moving contact piece along a flat circular arc piece, a vertical component to the contact piece is consumed by the spring, so that the contact pieces are exposed to a positively forced translatory movement in this range of motion.
- - The movable contact piece lifts off at the end of the spring travel with predominantly vertical components, whereby the reverse movement is also possible.
Während der translatorischen Bewegung reiben die Kontaktstücke formschlüssig aufeinander, so daß sie gereinigt werden, wobei an diese Bewegung sich eine schnelle vertikale Bewegung anschließt, worunter verstanden wird, daß das bewegliche Kontaktstück schnell vom festen Kontaktstück entfernt bzw. an dieses angenähert wird. Dieser Bewegungsablauf wird durch einen drehbar gelagerten Tragkörper erzielt, zu dessen Drehlager exzentrisch und drehbar zum Tragkörper ein Kontaktträger mit Spiel in Richtung der Kontaktachsen gelagert ist. Die Bewegung des Tragkörpers kann durch ein Handbetätigungsglied oder durch eine Mimik erfolgen, die unmittelbar am Tragkörper bzw. an dessen Drehlager angreift, wobei diese Angriffsstelle auch verstellbar sein kann.During the translational movement, the contact pieces rub against one another in a form-fitting manner, so that they are cleaned, which movement is followed by a rapid vertical movement, which means that the movable contact piece is quickly removed from the fixed contact piece or approximated to it. This sequence of movements is achieved by a rotatably mounted support body, to the pivot bearing of which a contact carrier with play in the direction of the contact axes is mounted eccentrically and rotatably relative to the support body. The movement of the support body can take place by means of a manual actuation element or by means of facial expressions which act directly on the support body or on its pivot bearing, wherein this point of attack can also be adjustable.
Der Kontaktträger ist als Brücke mit zwei in etwa endständigen Kontaktstücken ausgeführt. Kontaktträger oder Kontaktbrücken können in im wesentlichen schlitzförmigen Aufnahmen des Tragkörpers eingelegt sein.The contact carrier is designed as a bridge with two approximately terminal contact pieces. Contact carriers or contact bridges can be inserted in essentially slot-shaped receptacles of the supporting body.
Hierzu kann der Tragkörper zumindest eine Aufnahme für einen Kontaktträger zur Bildung eines Öffners oder eines Schließers aufweisen, im einzelnen nach Patentanspruch 3. Hierbei wird für einen Öffner außer der Aufnahme für den Kontaktträger eine Ausnehmung für eine Druckfeder in Öffnungsrichtung hinter dem Kontaktträger ausgebildet. Für einen Schließer wird außer der Ausnehmung für den Kontaktträger eine Ausnehmung für eine Druckfeder in Schließrichtung vor dem Kontaktträger ausgebildet.For this purpose, the support body can have at least one receptacle for a contact carrier to form an opener or a closer, in particular according to
Im Tragkörper können zumindest zwei Schlitze ausgebildet sein, die mittig Drehlager für Kontaktbrücken bilden, die zu den Rändern des Tragkörpers zu V-förmig erweitert sind und deren Drehlager exzentrisch zum Drehlager des Tragkörpers ausgebildet sind. Nach einem einfachen Ausführungsbeispiel kann am Tragkörper ein zapfenartiges Lager vorgesehen sein, gegen das eine sichelförmige Ausbiegung des Kontaktträgers arbeitet. Die Materialien können dabei insbesondere reibungsvermindernd ausgewählt werden.At least two slots can be formed in the support body, which form pivot bearings for contact bridges in the center, which are widened to a V-shape at the edges of the support body and whose pivot bearings are designed eccentrically to the pivot bearing of the support body. According to a simple embodiment, a peg-like bearing can be provided on the support body, against which a crescent-shaped bending of the contact carrier works. The materials can in particular be selected to reduce friction.
Nach einer Weiterbildung ist der Antrieb eines Kontaktträgers hinsichtlich seiner Drehachse einstellbar. Ohne Änderung der Antriebsmimik des Tragkörpers können hierbei verschiedenartige translatorische und vertikale Bewegungen der Kontaktstücke eingestellt werden. Eine Systembauweise mehrerer Schalter kann mit der Schalteinrichtung auf einfache Weise dadurch realisiert werden, daß am Drehlager mit dem Tragkörper ein Antrieb in Wirkverbindung steht. So können zum Beispiel beim Aufbau mehrpoliger Schaltsysteme mehrere Schalter funktionsmäßig seitlich aneinandergekoppelt werden.According to a further development, the drive of a contact carrier can be adjusted with respect to its axis of rotation. Various types of translational and vertical movements of the contact pieces can be set without changing the drive mimic of the support body. A system design of several switches can be realized with the switching device in a simple manner in that a drive is operatively connected to the support body on the pivot bearing. For example, when setting up multi-pole switching systems, several switches can be functionally coupled to one another laterally.
Durch Ausnutzen der translatorischen und der vertikalen Komponenten einer Kreisbewegung können widersprüchlichste Anforderungen an eine Kontaktbewegungsgeometrie mit geringem konstruktivem Aufwand erfüllt werden. Unter translatorischer Bewegung wird hierbei der horizontale Anteil einer radialen Bewegung verstanden. Besondere Vorteile sind:
- - Die Lagerung des Kontaktträgers läßt sich konstruktiv leicht und dennoch exakt gestalten.
- - Die Reibungsverluste in der Lagerung des Kontaktträgers bzw. der Kontaktbrücke lassen sich durch einfache Mitteln vermindern, da ein Drehlager sich in einfacher Weise kapseln läßt und bewährte Mittel wie Wälzlager eingesetzt werden können. Man kann auch besondere Werkstoffe unter dem Blickwinkel der Reibungsverminderung auswählen.
- - Es läßt sich eine kompakte Bauweise erzielen und ein gleichmäßiger Verlauf der Rückstellkraft bei einer Drehfeder um das Drehlager erzielen. Man kann auch Druckfedern für das Kontaktstuck bzw. die Kontaktbrücke durch eine Drehfeder um das Drehlager des Kontaktträgers bzw. der Kontaktbrücke ersetzen.
- - Bei Kombinationen aus Schließern und Öffnern kann man durch gleichmäßigen Rückstellkraftverlauf im gewünschten Ausmaß auch eine geringere Abweichung der Arbeitspunkte beim Öffnen und Schließen erreichen.
- - Luftstrecken und Kontaktabstände lassen sich ohne Eingriff in ein Spann- oder Schaltschloß einer anzubauenden Einrichtung den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend einfach anpassen, indem der Drehwinkel bzw. Drehbereich des Tragkörpers geändert wird.
- - Ein Drehantrieb kann in der Lagerachse eines mit dem Tragkörper fest verbundenen Drehlagers direkt angreifen.
- - Durch verschiedenartige Bestockung des Tragkörpers mit Kontaktträgern oder Kontaktbrücken und durch unterschiedliche Ausführung lassen sich in einfacher Weise Konstruktionsvarianten verwirklichen.
- - The bearing of the contact carrier can be designed to be structurally light yet precise.
- - The friction losses in the bearing of the contact carrier or the contact bridge can be reduced by simple means, since a pivot bearing can be encapsulated in a simple manner and proven means such as roller bearings can be used. You can also select special materials from the perspective of reducing friction.
- - A compact design can be achieved and a uniform course of the restoring force can be achieved with a torsion spring around the pivot bearing. You can also replace compression springs for the contact piece or the contact bridge by a torsion spring around the pivot bearing of the contact carrier or the contact bridge.
- - In the case of combinations of NO and NC contacts, a smaller deviation of the working points when opening and closing can be achieved to the desired extent through a uniform restoring force curve.
- - Clearances and contact distances can be easily adapted to the respective needs without intervention in a turnbuckle or switching lock of a device to be installed, by changing the angle of rotation or range of rotation of the supporting body.
- - A rotary drive can engage directly in the bearing axis of a rotary bearing that is firmly connected to the supporting body.
- - By differently stocking the support body with contact carriers or contact bridges and by different designs, construction variants can be realized in a simple manner.
Die Schalteinrichtung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
- In FIG 1 ist eine Schalteinrichtung in der Ausführung als Öffner in geschlossener Stellung der Kontakte veranschaulicht.
- 1 shows a switching device in the design as an opener in the closed position of the contacts.
In FIG 2 ist zur Schalteinrichtung nach FIG 1 die Stellung wiedergegeben, nach der der Kontaktträger, bzw. im Ausführungsbeispiel die Kontaktbrücke, öffnet.FIG. 2 shows the position of the switching device according to FIG. 1, after which the contact carrier, or in the exemplary embodiment the contact bridge, opens.
In FIG 3 ist für eine Schalteinrichtung nach FIG 1 die geöffnete Stellung der Kontakte dargestellt. In FIG 4 ist für ein Konstruktionsprinzip nach den FIG 1 bis 3 eine Schalteinrichtung in Kombination eines oben ausgeführten Schließers und eines unten ausgebildeten Öffners wiedergegeben.3 shows the open position of the contacts for a switching device according to FIG. In FIG. 4, for a construction principle according to FIGS. 1 to 3, a switching device is shown in combination of a normally open contact and a normally closed contact.
In FIG 5 ist eine Schalteinrichtung veranschaulicht, bei der in einem Tragkörper in der Zeichenebene oben und in der Zeichenebene unten wahlweise ein Schließer oder ein Öffner durch Umsetzen der Kontaktbrücke und des Trägers für das jeweilige Festkontaktstück realisiert werden kann. In FIG 6 ist eine Schalteinrichtung veranschaulicht, bei der der Kraftangriff am Tragkörper einstellbar ist.5 shows a switching device in which a make contact or a break contact can be implemented in a support body in the drawing plane at the top and in the drawing plane at the bottom by moving the contact bridge and the support for the respective fixed contact piece. A switching device is illustrated in FIG. 6, in which the application of force to the support body is adjustable.
Die Schalteinrichtung nach FIG 1 weist einen drehbar gelagerten Tragkörper 1 in einem Gehäuse 2 auf, wobei exzentrisch zum Drehlager 3 des Tragkörpers 1 zumindest ein Kontaktträger 4, im Ausführungsbeispiel zwei Kontaktträger in der Ausbildung als Kontaktbrücke 5, angeordnet ist. Die Kontaktträger 4 sind um ein Drehlager 6 drehbeweglich und exzentrisch zum Drehlager 3 des Kontaktträgers ausgeführt. Ein Kontaktträger 4 liegt jeweils mit zumindest einem Kontaktstück 7 an einem ortsfesten Gegenkontaktträger 8 für ein ortsfestes Gegenkontaktstück 9 gefedert an. Im Ausführungsbeispiel wird die Federkraft durch Druckfedern 10 erzielt. Federweg und Anlagerücken 11 des Tragkörpers 1 sind hinsichtlich des Kontaktträgers 4 so bemessen,
- - daß von der sich gedanklich frei einstellenden Kreisbahn 12
um das Drehlager 3 des beweglichen Kontaktstücks 7 längs eines flachen Kreisbogenstücks 13 eine zum Kontaktstück vertikale Komponente in derDruckfeder 10 aufgezehrt wird. In diesem Bewegungsbereich sind dieKontaktstücke 7 und 9 jeweils einer translatorischen Bewegung - gemeint: translatorischer Anteil einer radialen Bewegung - ausgesetzt. Am Ende des Federweges nimmt der Anlagerücken 11 jeweils den Kontaktträger 4 bei einem Öffner öffnend mit rascher Bewegung mit. Bei einem Schließer, beispielsweise nach FIG 4 die obere Kontaktbrücke, setzt der Kontaktträger 4das bewegliche Kontaktstück 7 unter rascher Annährung an das Gegenkontaktstuck 9 auf dieses auf, wobei hierauf eine translatorische Bewegung anschließt.Anstelle von Druckfedern 10 können auf der Gegenseite auch Zugfedern angeordnet werden. Man kann auch um das Drehlager 6 eine Drehfeder anordnen.
- - That one of the vertical component to the contact piece in the
compression spring 10 is consumed by thecircular orbit 12 which is freely set in thought around the rotary bearing 3 of themovable contact piece 7. In this range of movement, thecontact pieces 7 and 9 are each subjected to a translatory movement - meaning: translatory part of a radial movement. At the end of the spring travel, theabutment 11 takes the contact carrier 4 with an opener with rapid movement. In the case of a closer, for example the upper contact bridge according to FIG. 4, the contact carrier 4 places themovable contact piece 7 on the counter contact piece 9 with rapid approach, this being followed by a translatory movement. Instead of compression springs 10, tension springs can also be arranged on the opposite side. A torsion spring can also be arranged around the pivot bearing 6.
Im Ausführungsbeispiel nach FIG 1 ist am Tragkörper 1 ein Handbedienungsglied 14 angeformt. Unter der Einwirkung einer Kraft in Pfeilrichtung 15 wird ausgehend von der Position nach FIG 1 in der Position nach FIG 2 die Stellung erreicht, an die sich die vertikale Öffnungsbewegung bis in Position nach FIG 3 anschließt. Als Schaltfeder kann eine Drehfeder 19, ww. eine Übertotpunktfeder verwendet werden, die beide Endstellungen des Tragkörpers fixiert.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a manual control element 14 is molded onto the supporting
Umso größer der Abstand zwischen dem Drehlager 3 des Kontaktträgers 1 und dem Drehlager 6 eines Kontaktträgers ausgeführt ist, umso größer wird die translatorische Bewegung zwischen den Schaltkontaktstücken.The greater the distance between the pivot bearing 3 of the
Im Ausführungsbeispiel nach FIG 4 ist in einem Tragkörper 1 in der Zeichenebene oben ein Schließer und unten ein Öffner entsprechend den FIG 1 bis 3 wiedergegeben. Zwei Kontaktträger 4 sind jeweils zu einer Kontaktbrücke 5 ausgebildet. Die Kontaktträger 4 bzw. Kontaktbrücken 5 sind in Ausnehmungen des Tragkörpers 1 eingesetzt, die im wesentlichen als schlitzförmig anzusehen sind.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a closer and a break contact corresponding to FIGS. 1 to 3 is shown in a
Im Ausführungsbeispiel nach FIG 5 sind die schlitzförmigen Aufnahmen 16 derart gestaltet, daß Kontaktträger 4 bzw. Kontaktbrücken 5 als Schließer, entsprechend der durchgehenden Linienführung nach FIG 5 oben und der unterbrochenen Linienführung in FIG 5 unten, eingesetzt werden können. Ein Öffner wird bei Einsatz entsprechend der unterbrochenen Linienführung oben und der geschlossenen Linienführung unten erzielt.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the slot-shaped
Im Ausführungsbeispiel nach FIG 6 ist veranschaulicht, daß der Kraftangriff, verbildlicht durch den Kraftpfeil 15, am Tragkörper 1 verstellbar sein kann. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel im Handbedienungsorgan 20 ein Langloch 17 ausgeführt, in dem ein Mittel für äußeren Kraftangriff einstellbar ist. Hierdurch kann bei gegebenem Verstellweg des Mittels der Drehwinkel bzw. der Drehbereich des Tragkörpers 1 eingestellt werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 6 it is illustrated that the force application, illustrated by the
Man kann auch die federnde Anlage eines drehbewegten Kontaktstücks am ortsfesten Gegenkontaktstück dadurch erzielen, daß das Gegenkontaktstück entsprechend gefedert ausgeführt wird und das drehbewegte Kontaktstück ungefedert gehalten wird.You can also achieve the resilient contact of a rotating contact piece on the stationary mating contact piece in that the mating contact piece is sprung accordingly and the rotating moving contact piece is kept unsprung.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktträger (4) in im wesentlichen schlitzförmigen Aufnahmen (16) des Tragkörpers (1) eingesetzt ist.2. Switching device according to claim 1,
characterized,
that the contact carrier (4) is inserted in essentially slot-shaped receptacles (16) of the support body (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) zumindest eine Aufnahme (16) für einen Kontaktträger (4) zur Bildung eines Öffners und eine Aufnahme (16) zur Bildung eines Schließers besitzt, wobei zu den Aufnahmen (16) im Tragkörper (1) auch entsprechende Ausnehmungen für Druck- (10) oder auch Zugfedern gehören, die das gefederte Anliegen der beweglichen Kontaktstücke (7) am ortsfesten Gegenkontaktträger (8) gewährleisten.3. Switching device according to claim 2,
characterized,
that the support body (1) has at least one receptacle (16) for a contact carrier (4) to form an opener and a receptacle (16) to form a closer, with corresponding recesses for the receptacles (16) in the support body (1) Compression (10) or tension springs are included, which ensure that the movable contact pieces (7) rest against the stationary mating contact carrier (8).
dadurch gekennzeichnet,
daß im Tragkörper (1) die schlitzförmigen Aufnahmen (16) einmal oberhalb und einmal unterhalb des Drehlagers (3) des Tragkörpers (1) ausgebildet sind, um somit in zwei Schaltebenen eine Doppelöffner-, Doppelschließer- oder auch Öffner/Schließer-Kombination zu erzeugen.4. Switching device according to claim 2 or 3,
characterized,
that in the support body (1) the slot-shaped receptacles (16) are formed once above and once below the pivot bearing (3) of the support body (1), so as to produce a double opener, double closer or opener / closer combination in two switching levels .
dadurch gekennzeichnet,
daß am Drehlager (3) mit dem Tragkörper (1) ein Antrieb in Wirkverbindung steht.5. Switching device according to one of the preceding claims,
characterized,
that a drive is in operative connection on the pivot bearing (3) with the supporting body (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß am Tragkörper (1) ein Mittel für äußeren Kraftangriff einstellbar ausgeführt ist.6. Switching device according to one of the preceding claims,
characterized,
that a means for external force application is designed adjustable on the support body (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (1) in seinen beiden Schaltendlagen durch eine Übertotpunktfeder fixiert ist.7. Switching device according to one of the preceding claims,
characterized,
that the support body (1) is fixed in its two switching end positions by an over-center spring.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9400146 | 1994-02-11 | ||
WOPCT/DE94/00146 | 1994-02-11 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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