EP1334504B1 - Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter - Google Patents

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EP1334504B1
EP1334504B1 EP01996877A EP01996877A EP1334504B1 EP 1334504 B1 EP1334504 B1 EP 1334504B1 EP 01996877 A EP01996877 A EP 01996877A EP 01996877 A EP01996877 A EP 01996877A EP 1334504 B1 EP1334504 B1 EP 1334504B1
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EP
European Patent Office
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contact
switching shaft
tension springs
contact link
contact bridge
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EP01996877A
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Franz Böder
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Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • H01H77/102—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by special mounting of contact arm, allowing blow-off movement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • 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
    • H01H1/2041—Rotating bridge
    • H01H1/205—Details concerning the elastic mounting of the rotating bridge in the rotor
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/04—Contacts
    • H01H73/045—Bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement for current-limiting circuit breaker in Low voltage range, especially for current limiting circuit breakers, after the preamble of claim 1.
  • EP-0314540-B1 is such a contact arrangement for a Low-voltage multipole circuit breaker with insulating material known, the a means incorporated in the housing slide bearing about a fixed transverse axis having rotatable switching shaft, wherein the axis perpendicular to the longitudinal direction of each Pols is standing.
  • Each pole comprises two fixed terminals connected with connecting bars Contacts, a rotary contact bridge extending along the longitudinal axis of the pole in one playful recording of the switching shaft extends and opposite each other Contact pieces, which in closed position with the fixed contacts cooperate, and two mounted inside the shift shaft tension springs, the acting on the contact bridge and so a specified contact pressure of the contact pieces to ensure the fixed contacts, with one of the ends of each Tension spring cooperates with a driver element of the shift shaft.
  • the two Springs are mounted in the receptacle for the contact bridge, with the other end each spring is attached to a fastener of the contact bridge.
  • This arrangement ensures the springs a free displacement of the imaginary axis of rotation of the contact bridge with respect to the fixed transverse axis of the shift shaft and allows simultaneous a moment of force for uniform distribution of the contact pressure and an elastic Positioning of the contact bridge with two translatory degrees of freedom, wherein the contact bridge due to the self-centering effect of the springs on the Longitudinal axis is held in an equilibrium position.
  • connection rails with the fixed contacts are looped so that they, when they are traversed by a short-circuit current, the contact bridge against the force effect of the tension springs repelling in the direction of a repelling position, generate electrodynamic forces.
  • the risk of being spun by electrodynamic forces in the event of a short circuit movable contact bridge damages its stop or falls back too fast, resulting in unwanted reignition of arcing and / or Maisversch dipitch can lead.
  • EP-0560697-B1 is a low-voltage circuit breaker with a contact arrangement per pole known with two symmetrical to each other equipped on both sides of the contact bridge arranged pairs of tension springs is.
  • the springs are symmetrical on both sides of the axis of rotation of the contact bridge arranged and each have an end mounted on the contact bridge.
  • Electrodynamically repelled contact bridge is an opposite end of the said springs on the ends of each one slidably displaceable in a notch arranged the shift shaft, mounted as a transverse axis rod and the contact bridge has a pair of control cams symmetrical to its axis of rotation which are designed to be in the end portion of the repulsion stroke of the contact bridge with each one of the rods interact to the movement of the Decelerate contact bridge.
  • the rods are limitedly displaceable in the notches stored, with the diametrically opposite notches approximately along the line of action of the associated springs.
  • the profile of the cams can be designed so that the contact bridge locked in the repulsion position; wherein the rotatably mounted switching shaft is actuated by an actuating mechanism of the circuit breaker and the Opening stroke of the contact bridge is limited so that the rotation of the switching shaft during the turn-off movement, a lifting of the rods from the cams causes.
  • the pivoting movement of the contact bridge in the direction of the repulsion position shifts the line of action of each spring and shortens the lever arm, whereby the restoring force moment exerted by the springs on the contact bridge is reduced.
  • a disadvantage of this contact arrangement are the additional Requirement of the movable bars to be stored and the insufficient braking effect at high repulsive forces due to the low friction surfaces and friction coefficients between the steel bars and the copper contact bridge.
  • the object of the invention is therefore in a simplified contact arrangement with improved braking behavior.
  • the contact force tension springs need for the repulsion movement of the contact bridge certain range of motion through the room for receiving the contact bridge is present in the switching shaft, this space on the one hand by the Contact bridge itself and the other by the play area of the opposite Inner walls of the switching shaft is limited.
  • This room is designed that both in the closed position and in the open position of the contact bridge there is sufficient play for the springs.
  • Electrodynamic repulsion the contact bridge move the springs initially up to a certain Position with the freedom of movement allowed by this game.
  • the springs by a certain shape the inner walls of the selector shaft restricted in their movement and in their Speed controlled.
  • An advantageous development of the invention is that the shape of the Interior walls is chosen so that it again in the course of the repulsion movement comes to a sufficient game between the movement partners and the Feathers can relax slightly. Lingering the contact bridge with the tension springs in this wider play area will after the pulse conversion and thus overcoming the reversal of motion again and leads to a delayed falling back the contact bridge. Equipped with such contact arrangements Circuit breakers are advantageously suitable for selective switch arrangements.
  • U-shaped Doppelzugfedem with a transverse intermediate piece can be easily attached to the contact bridge. To guarantee safe movements of the contact bridge this is provided with a slot, by the one in the transverse axis of the shift shaft extending fixed bearing axis is guided. Due to the polweise composition of the switching shafts Polweise associated switching shaft segments is the contact arrangement for modular Compatible circuit breaker suitable.
  • the contact arrangement 2 is for a pole of a not shown multi-pole circuit breaker provided.
  • the circuit breaker includes in the usual way a Isolierstoffgeophuse, a actuatable by a drive switch lock, feeding and outgoing connection elements as well as tripping devices for overload and short circuit.
  • In the housing is about a fixed transverse axis. 4 (Fig. 3 and 4) rotatably mounted a switching shaft 6, wherein the transverse axis 4 is vertical to the longitudinal direction 8 ( Figure 3) of the pole.
  • the switching shaft 6 is assigned from polweise Heidelbergmaschineensegmenten assembled.
  • a rotary contact bridge 10 extends along the longitudinal direction 8 of the pole in a play-loaded receptacle 12 of the switching shaft 6 and has opposing contact pieces 14th on, which cooperate in closed position with fixed contacts 16.
  • the Contact bridge 10 has a slot 11, with which they are fixed to a, in the transverse axis 4 of the switching shaft 6 extending bearing axis 7 is mounted.
  • In the Receiving 12 are arranged on each side of the contact bridge 10 two tension springs 18, which the required contact force between the contact pieces 14 and apply the fixed contacts 16.
  • the tension springs 18 have at the Contact bridge 10 mounted first end 20 and a mounted on the switching shaft 6 second end 22 on.
  • the tension springs 18 on each side of the contact bridge10 stand the two first ends 20 with respect to the axis of rotation of Contact bridge 10 and the two second ends 22 with respect to the transverse axis. 4 the shift shaft 6 diametrically opposite.
  • the tension springs 18 are symmetrical with respect arranged on the contact bridge 10.
  • Two each on opposite sides of the Contact bridge 10 located first ends 20 are integrally across transverse Intermediate pieces 21 connected, and two each on opposite sides of the Contact bridge 10 located second ends 22 are in transverse steel pins 23rd mounted (Fig. 3).
  • the intermediate pieces 21 form with the associated tension springs 18th U-shaped double tension springs and are non-positively in first notches 25th the contact bridge 10 ( Figure 3).
  • the steel pins 23 are in corresponding second Notches 27 of the shift shaft 6. With each of the two fixed contacts 16 is a loop-shaped connecting rail 24 is connected. This loop shape causes that the flow of a short-circuit current, the contact bridge 10 against the Force action of the tension springs 18 from the closed position (FIG. 1) in the direction of a Repelling position (Fig. 2) is repelled by electrodynamic forces.
  • Both inner walls 26 in the receptacle 12 of the switching shaft 6 are in particular Way trained.
  • the game areas 28 are set back so far that the tension springs 18 in these areas with sufficient Store game in the recording 12.
  • Starting from the closed position go the Play areas 28 for the tension springs 18 in the direction of the repelling position of the contact bridge 10 in friction regions 30 via.
  • the friction regions 30 increasingly narrow the gap between the inner walls 26 and the contact bridge 10, when this in their Repelling position moves, so that the tension springs 18 press into this area have to.
  • the resulting friction destroys to the required extent the kinetic energy of high accelerated by the electrodynamic repulsion Contact bridge 10.
  • the switching shaft 6 is made of insulating plastic, the together with the steel material of the tension springs 18 an advantageous pairing with a having high coefficient of friction.
  • Tension spring 18 shown schematically.
  • the tension spring 18 first passes through the associated game area 28 extending over a first rotation angle range W1. Thereafter, the tension spring 18 passes over a second rotation angle range W2, where the game between inner wall 26 and tension spring 18 is reduced, in the associated Friction region 30, which extends over a third rotation angle range W3. After all the tension spring 18 passes over a fourth rotation angle range W4, where increasing again a game between the inner wall 26 and spring 18 is formed in an associated another game area 32, which extends over a fifth rotation angle range W5 extends.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für strombegrenzende Schutzschalter im Niederspannungsbereich, insbesondere für strombegrenzende Leistungsschalter, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Aus der Druckschrift EP-0314540-B1 ist eine derartige Kontaktanordnung für einen Niederspannungs-Mehrpol-Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse bekannt, das eine mittels im Gehäuse eingearbeiteter Gleitlager um eine feststehende Querachse drehbare Schaltwelle aufweist, wobei die Achse senkrecht zur Längsrichtung jedes Pols steht. Jeder Pol umfasst zwei mit Anschlussschienen verbundene feststehende Kontakte, eine Drehkontaktbrücke, die sich entlang der Längsachse des Pols in einer spielbehafteten Aufnahme der Schaltwelle erstreckt und einander gegenüber liegende Kontaktstücke aufweist, die in Einschaltstellung mit den feststehenden Kontakten zusammenwirken, und zwei im Inneren der Schaltwelle angebrachte Zugfedern, die auf die Kontaktbrücke einwirken und so einen festgelegten Kontaktdruck der Kontaktstücke auf die feststehenden Kontakte gewährleisten, wobei eines der Enden jeder Zugfeder mit einem Mitnehmerelement der Schaltwelle zusammenwirkt. Die beiden Federn sind in der Aufnahme für die Kontaktbrücke montiert, wobei das andere Ende jeder Feder an einem Befestigungselement der Kontaktbrücke angebracht ist. Die beiden Befestigungselemente bzw. Mitnehmerelemente der beiden Federn stehen sich in Bezug auf eine gedachte Drehachse der Kontaktbrücke bzw. die feststehende Querachse der Schaltwelle diametral gegenüber. Diese Anordnung der Federn gewährleistet eine freie Verschiebbarkeit der gedachten Drehachse der Kontaktbrücke in Bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle und ermöglicht gleichzeitig ein Kraftmoment zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdruckes sowie eine elastische Positionierung der Kontaktbrücke mit zwei translatorischen Freiheitsgraden, wobei die Kontaktbrücke durch die selbstzentrierende Wirkung der Federn auf der Längsachse in einer Gleichgewichtsposition gehalten wird. Die Anschlussschienen mit den feststehenden Kontakten sind schleifenförmig ausgebildet, so dass sie, wenn sie von einem Kurzschlussstrom durchflossen werden, die Kontaktbrücke entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern in Richtung einer Abstoßstellung zurückstoßende, elektrodynamische Kräfte erzeugen. Bei einer derartigen Kontaktanordnung besteht die Gefahr, dass die bei Kurzschluss durch elektrodynamische Kräfte aufgeschleuderte bewegliche Kontaktbrücke ihren Anschlag beschädigt oder zu schnell zurückfällt, was zu unerwünschten Wiederzündungen von Lichtbögen und/oder Kontaktverschweißungen führen kann.
Aus der Druckschrift EP-0560697-B1 ist ein Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer Kontaktanordnung pro Pol bekannt, die mit zwei symmetrisch zueinander zu beiden Seiten der Kontaktbrücke angeordneten Paaren von Zugfedern ausgestattet ist. Die Federn sind symmetrisch auf beiden Seiten der Drehachse der Kontaktbrücke angeordnet und weisen jeweils ein an der Kontaktbrücke gelagertes Ende auf. Zum Abbremsen und gegebenenfalls Festhalten der von den feststehenden Kontakten elektrodynamisch abgestoßenen Kontaktbrücke ist ein entgegengesetztes Ende der genannten Federn auf den Enden jeweils einer gleitend verschiebbar in einer Rastkerbe der Schaltwelle angeordneten, als Querachse ausgebildeten Stange gelagert und weist die Kontaktbrücke symmetrisch zu ihrer Drehachse ein Paar Steuerkurven auf, die so ausgelegt sind, dass sie im Endabschnitt des Abstoßungshubs der Kontaktbrücke mit jeweils einer der Stangen zusammenwirken, um die Bewegung der Kontaktbrücke abzubremsen. Die Stangen sind in den Rastkerben begrenzt verschiebbar gelagert, wobei die diametral gegenüber liegenden Rastkerben annähernd entlang der Wirklinie der zugeordneten Federn verlaufen. Die Federn gewährleisten eine elastische Positionierung der Kontaktbrücke in der Aussparung der Schaltwelle und definieren dabei eine fiktive Drehachse der Kontaktbrücke in Bezug auf die Schaltwelle. Das Profil der gegenüber den beweglichen Kontaktstücken angeordneten Steuerkurven bewirkt eine Verschiebung der Stangen in der Rastkerbe sowie eine der Schwenkbewegung der Kontaktbrücke in Richtung der Abstoßstelfüng entsprechende kontinuierliche Spannung der Federn mit einer Speicherung der Energie in den Federn. Das Profil der Steuerkurven kann so ausgelegt werden, dass die Kontaktbrücke in der Abstoßstellung verrastet; wobei die drehbar gelagerte Schaltwelle durch einen Betätigungsmechanismus des Leistungsschalters betätigt wird und der Öffnungshub der Kontaktbrücke so begrenzt ist, dass die Drehung der Schaltwelle während der Ausschaltbewegung ein Abheben der Stangen von den Steuerkurven bewirkt. Während der Schwenkbewegung der Kontaktbrücke in Richtung der Abstoßstellung verschiebt sich die Wirklinie jeder Feder und verkürzt dabei den Hebelarm, wodurch das von den Federn auf die Kontaktbrücke ausgeübte Rückstell-Kraftmoment verringert wird. Nachteilig bei dieser Kontaktanordnung sind das zusätzliche Erfordernis der beweglich zu lagernden Stangen und die unzureichende Bremswirkung bei hohen Abstoßkräften infolge der geringen Reibflächen sowie Reibkoeffizienten zwischen den Stangen aus Stahl und der Kontaktbrücke aus Kupfer.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in einer vereinfachten Kontaktanordnung mit verbessertem Bremsverhalten.
Ausgehend von einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
Die Kontaktkraft-Zugfedern benötigen für die Abstoßbewegung der Kontaktbrücke einen bestimmten Bewegungsraum, der durch den Raum für die Aufnahme der Kontaktbrücke in der Schaltwelle vorhanden ist, wobei dieser Raum zum einen durch die Kontaktbrücke selbst und zum anderen durch den Spielbereich der gegenüber liegenden Innenwände der Schaltwelle begrenzt wird. Dieser Raum ist so ausgelegt, dass sowohl in der Einschaltstellung als auch in der Ausschaltstellung der Kontaktbrücke ein ausreichendes Spiel für die Federn besteht. Beim elektrodynamischen Abstoßen der Kontaktbrücke bewegen sich die Federn anfangs bis zu einer bestimmten Stellung mit der durch dieses Spiel zugelassenen Bewegungsfreiheit. Im weiteren Verlauf der Abstoßbewegung werden jedoch die Federn durch eine bestimmte Formgebung der Innenwände der Schaltwelle in ihrer Bewegung eingeschränkt und in ihrer Geschwindigkeit gesteuert. Diese Einschränkung besteht darin, dass die Federn im Reibbereich der Zwischenwände in einen definierten Spalt mit einem Untermaß zu ihrem Durchmesser einlaufen. Die Zugfedern pressen sich dabei in den Spalt ein und werden zusätzlich durch Biegung gelängt. Dies bewirkt ein Reiben der Federkörper gegen die Innenwände der Schaltwände und eine vergrößerte Federkraft, welche der Kinetik der Kontaktbrücke entgegenwirkt. Beide Wirkungen ergeben ein Verzögern der Kontaktbrücke und damit eine wesentliche Verringerung ihrer kinetischen Energie, die als Verformungsarbeit und Wärmeverlust abgebaut wird. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist keine verschiebliche Lagerung der Zugfedern erforderlich.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Formgebung der Innenwände so gewählt wird, dass es im weiteren Verlauf der Abstoßbewegung wieder zu einem ausreichenden Spiel zwischen den Bewegungspartnern kommt und die Federn sich geringfügig entspannen können. Das Verweilen der Kontaktbrücke mit den Zugfedern in diesem weiteren Spielbereich wird nach der Impulsumwandlung und somit der Bewegungsumkehr wieder überwunden und führt zu einem verzögerten Zurückfallen der Kontaktbrücke. Mit derartigen Kontaktanordnungen ausgestattete Schutzschalter sind vorteilhaft für selektive Schalteranordnungen geeignet.
U-förmig ausgebildete Doppelzugfedem mit einem quer verlaufenden Zwischenstück lassen sich in einfacher Weise an der Kontaktbrücke befestigen. Zur Gewährleistung sicherer Bewegungsabläufe der Kontaktbrücke ist diese mit einem Langloch versehen, durch die eine in der Querachse der Schaltwelle verlaufende feststehende Lagerachse geführt ist. Durch die polweise Zusammensetzung der Schaltwellen aus polweise zugeordneten Schaltwellensegmenten ist die Kontaktanordnung für modular zusammensetzbare Schutzschalter geeignet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Figur 1:
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung in Einschaltstellung im Längsschnitt I-I nach Fig. 3;
Figur 2:
die Kontaktanordnung nach Fig. 1 in Abstoßstellung;
Figur 3:
die Kontaktanordnung mit teilweise weggebrochener Schaltwelle und unter Weglassung der feststehenden Kontakte in Draufsicht III-III nach Fig. 1;
Figur 4:
eine schematische Darstellung der Bewegung einer Zugfeder anhand der auf die wesentlichen Elemente reduzierten Einzelheit IV aus Fig. 3.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung 2 ist für einen Pol eines nicht weiter dargestellten mehrpoligen Leistungsschalters vorgesehen. Der Leistungsschalter umfasst in üblicher Weise ein Isolierstoffgehäuse, ein von einem Antrieb betätigbares Schaltschloss, zuführende und abgehende Anschlusselemente sowie Auslösevorrichtungen für Überlast und Kurzschluss. In dem Gehäuse ist um eine feststehende Querachse 4 (Fig. 3 und 4) eine Schaltwelle 6 drehbar gelagert, wobei die Querachse 4 senkrecht zur Längsrichtung 8 (Fig. 3) des Pols verläuft. Die Schaltwelle 6 ist aus polweise zugeordneten Schaltwellensegmenten zusammengesetzt. Eine Drehkontaktbrücke 10 erstreckt sich entlang der Längsrichtung 8 des Pols in einer spielbehafteten Aufnahme 12 der Schaltwelle 6 und weist einander gegenüber liegende Kontaktstücke 14 auf, die in Einschaltstellung mit feststehenden Kontakten 16 zusammenwirken. Die Kontaktbrücke 10 weist ein Langloch 11 auf, mit dem sie auf einer feststehenden, in der Querachse 4 der Schaltwelle 6 verlaufenden Lagerachse 7 gelagert ist. In der Aufnahme 12 sind zu beiden Seiten der Kontaktbrücke 10 je zwei Zugfedern 18 angeordnet, welche die erforderliche Kontaktkraft zwischen den Kontaktstücken 14 und den feststehenden Kontakten 16 aufbringen. Die Zugfedern 18 weisen ein an der Kontaktbrücke 10 montiertes erstes Ende 20 und ein an der Schaltwelle 6 montiertes zweites Ende 22 auf. Bei den jeweils zwei Zugfedern 18 zu jeder Seite der Kontaktbrücke10 stehen sich die beiden ersten Enden 20 in Bezug auf die Drehachse der Kontaktbrücke 10 und die beiden zweiten Enden 22 in Bezug auf die Querachse 4 der Schaltwelle 6 diametral gegenüber. Die Zugfedern 18 sind symmetrisch in Bezug auf die Kontaktbrücke 10 angeordnet. Je zwei auf gegenüber liegenden Seiten der Kontaktbrücke 10 befindliche erste Enden 20 sind einstückig über quer verlaufende Zwischenstücke 21 verbunden, und je zwei auf gegenüber liegenden Seiten der Kontaktbrücke 10 befindliche zweite Enden 22 sind in querliegenden Stahlstiften 23 eingehängt (Fig. 3). Die Zwischenstücke 21 bilden mit den zugehörigen Zugfedern 18 U-förmig ausgebildete Doppelzugfedern und liegen kraftschlüssig in ersten Kerben 25 der Kontaktbrücke 10 (Fig. 3). Die Stahlstifte 23 liegen in entsprechenden zweiten Kerben 27 der Schaltwelle 6. Mit jedem der beiden feststehenden Kontakte 16 ist eine schleifenförmige Anschlussschiene 24 verbunden. Diese Schleifenform bewirkt, dass beim Durchfluss eines Kurzschlussstromes die Kontaktbrücke 10 entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern 18 von der Einschaltstellung (Fig. 1) in Richtung einer Abstoßstellung (Fig. 2) durch elektrodynamische Kräfte zurückgestoßen wird.
Beide Innenwände 26 in der Aufnahme 12 der Schaltwelle 6 sind in besonderer Weise ausgebildet. In den Bereichen, die den Zugfedern 18 in der Einschaltstellung bzw. der vom Antrieb bewirkten Ausschaltstellung der Kontaktbrücke 10 gegenüber stehen, befinden sich Spielbereiche 28 der Innenwände 26. Die Spielbereiche 28 sind so weit zurückgesetzt, dass die Zugfedern 18 in diesen Bereichen mit ausreichendem Spiel in der Aufnahme 12 lagern. Ausgehend von der Einschaltstellung gehen die Spielbereiche 28 für die Zugfedern 18 in Richtung der Abstoßstellung der Kontaktbrücke 10 in Reibbereiche 30 über. Die Reibbereiche 30 verengen zunehmend den Spalt zwischen den Innenwänden 26 und der Kontaktbrücke 10, wenn sich diese in ihre Abstoßstellung bewegt, so dass sich die Zugfedern 18 in diesen Bereich hinein pressen müssen. Die dabei entstehende Reibung vernichtet in dem erforderlichen Maße die kinetische Energie der durch die elektrodynamische Abstoßung hoch beschleunigten Kontaktbrücke 10. Die Schaltwelle 6 besteht aus isolierendem Kunststoff, der zusammen mit dem Stahlmaterial der Zugfedern 18 eine vorteilhafte Paarung mit einem hohen Reibungskoeffizienten aufweist.
Die Bewegung der Zugfedern im Verlauf der Abstoßbewegung der Kontaktbrücke 10 ist in Fig. 4 anhand einer ausgewählten, mit unterbrochenen Linien dargestellten Zugfeder 18 schematisch wiedergegeben. Die Zugfeder 18 durchläuft zuerst den sich über einen ersten Drehwinkelbereich W1 erstreckenden zugehörigen Spielbereich 28. Danach gelangt die Zugfeder 18 über eines zweiten Drehwinkelbereich W2, wo sich das Spiel zwischen Innenwand 26 und Zugfeder 18 verringert, in den zugehörigen Reibbereich 30, der sich über einen dritten Drehwinkelbereich W3 erstreckt. Schließlich gelangt die Zugfeder 18 über einen vierten Drehwinkelbereich W4, wo zunehmend wieder ein Spiel zwischen Innenwand 26 und Feder 18 entsteht, in einen zugehörigen weiteren Spielbereich 32, der sich über einen fünften Drehwinkelbereich W5 erstreckt. Durch das kurz vor Erreichen der maximalen Abstoßstellung der Kontaktbrücke 10 in dem weiteren Spielbereich 32 wieder geschaffene Spiel zwischen den Innenwänden 26 und den Zugfedern 18 können sich diese geringfügig entspannen. Die Kontaktbrücke 10 verweilt dadurch kurzzeitig in dieser Stellung und fällt danach mit merklicher Verzögerung zurück. Durch die Reibbremsung der Zugfedern 18 an den Reibbereichen 30 der Innenwände 26 wird vorteilhaft verhindert, dass die elektrodynamisch zurückgestoßene Kontaktbrücke 10 die Schaltwelle 6 durch heftiges Anschlagen beschädigen kann. Die Bremsung der Kontaktbrücke 10 über die Zugfedern 18 bewirkt außerdem, dass die Kontaktbrücke 10 erst mit erheblicher Verzögerung zurückfällt.

Claims (5)

  1. Kontaktanordnung für mindestens einpolige, strombegrenzende Schutzschalter im Niederspannungsbereich mit einem Isolierstoffgehäuse, umfassend
    eine im Gehäuse um eine feststehende Querachse (4) drehbar gelagerte Schaltwelle (6), wobei die Querachse (4) senkrecht zur Längsrichtung (8) jedes Pols verläuft,
    eine Drehkontaktbrücke (10), die sich entlang der Längsrichtung (8) des Pols in einer spielbehafteten Aufnahme (12) der Schaltwelle (6) erstreckt und diametral gegenüber liegende Kontaktstücke (14) aufweist, die in Einschaltstellung mit feststehenden Kontakten (16) zusammenwirken,
    im Inneren der Schaltwelle (6) angeordnete Kontaktkraft-Zugfedem (18), die jeweils ein an der Kontaktbrücke (10) angeordnetes erstes Ende (20) und ein an der Schaltwelle (6) angeordnetes zweites Ende (22) aufweisen, wobei sich die ersten bzw. zweiten Enden (20 bzw. 22) in Bezug auf die Drehachse der Kontaktbrücke (10) bzw. die Querachse (4) diametral gegenüber stehen,
    zwei mit je einem der feststehende Kontakte (16) verbundene Anschlussschienen (24), die bei Durchfluss eines Kurzschlussstromes die Kontaktbrücke (10) entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern (18) in Richtung einer Abstoßstellung zurückstoßende, elektrodynamische Kräfte erzeugen,
    wobei die Zugfedern (18) jeweils paarweise symmetrisch in Bezug auf die Drehachse der Kontaktbrücke (10) sowie symmetrisch auf beiden Seiten der Kontaktbrücke (10) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede der beiden der Kontaktbrücke (10) gegenüber angeordneten Innenwände (26) der Schaltwelle (6) in der Weise ausgebildet ist, dass sie ausgehend von der Einschaltstellung in Richtung der Abstoßstellung der Kontaktbrücke (10) für die Zugfedern (18) von je einen Spielbereich (28) in je einen Reibbereich (30) übergeht.
  2. Kontaktanordnung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jede Innenwand (26) für die Zugfedern (18) kurz vor der Anschlagstellung der abgestoßenen Kontaktbrücke (10) einen weiteren Spielbereich (32) aufweist.
  3. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei auf gegenüber liegenden Seiten der Kontaktbrücke (10) befindliche erste Enden (20) der Zugfedern (18) einstückig über quer verlaufende Zwischenstücke (21) verbunden sind.
  4. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (10) mit einem Langloch (11) auf einer feststehenden, in der Querachse (4) der Schaltwelle (6) verlaufenden Lagerachse (7) gelagert ist.
  5. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (6) aus polweise zugeordneten Schaltwellensegmenten besteht.
EP01996877A 2000-11-16 2001-11-02 Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter Expired - Lifetime EP1334504B1 (de)

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PCT/EP2001/012705 WO2002041347A1 (de) 2000-11-16 2001-11-02 Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter

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EP1334504A1 EP1334504A1 (de) 2003-08-13
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EP01996877A Expired - Lifetime EP1334504B1 (de) 2000-11-16 2001-11-02 Kontaktanordnung für strombegrenzende schutzschalter

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EP (1) EP1334504B1 (de)
DE (2) DE10056818A1 (de)
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