EP1336186B1 - Antriebsstrang für einen bewegbaren kontakt eines elektrischen schalters - Google Patents

Antriebsstrang für einen bewegbaren kontakt eines elektrischen schalters Download PDF

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EP1336186B1
EP1336186B1 EP01997826A EP01997826A EP1336186B1 EP 1336186 B1 EP1336186 B1 EP 1336186B1 EP 01997826 A EP01997826 A EP 01997826A EP 01997826 A EP01997826 A EP 01997826A EP 1336186 B1 EP1336186 B1 EP 1336186B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
coupling element
drive train
catching
catch
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01997826A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1336186A1 (de
Inventor
Michael Bach
Joerg-Uwe Dahl
Ludvik Godesa
Ralph Hohenberger
Marc Liebetruth
Detlev Schmidt
Guenter Seidler
Ingo Thiede
Sezai Tuerkmen
Artur Wajnberg
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1336186A1 publication Critical patent/EP1336186A1/de
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Publication of EP1336186B1 publication Critical patent/EP1336186B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/504—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release provided with anti-rebound means

Definitions

  • the invention is in the field of electrical switches and is in the structural design of a drive train for the opening and closing operation of a movable contact a switching contact arrangement of an electrical switch apply, in which a coupling element which is disposed between the movable contact and an associated drive element and on End of the opening process is movable against a stop, a bounce device is assigned, which has a catch element and a stationary counterpart.
  • the catch element In a known electrical switch, the catch element consists of a one-armed lever which is pivotally mounted on the coupling element and is under the action of a return spring. This means that the center of gravity of the catch element lies outside its pivot axis, so that the catch element can be pivoted into a catching position upon impact of the coupling element with the stopper due to the inertial force acting on its center of gravity ( US 4,468,533 ).
  • the elements of the drive rods can be non-uniformly accelerated during the opening process while the catch element, which has a working surface to form a temporary operative connection with the counterpart already before striking the coupling element to the stop so from its rest position relative to the coupling element, that it does not enter the required operative connection with the counterpart.
  • the coupling element abutting the stop can bounce unhindered into its position corresponding to the closed position of the switching contact arrangement, so that the risk of increased contact wear or even of welding of the contacts exists.
  • the bouncing of the coupling element upon impact with the stop depends on the strength of the current to be interrupted or on the strength of the current caused by this current, acting on the elements of the drive train electrodynamic forces, which cause an accelerated movement of the elements of the drive train during the opening process .
  • the acceleration caused in the case of a movable about a rotation axis coupling element, the angular acceleration
  • the force acting on the center of gravity of the catch element inertial force is lower than, for example, in large short-circuit currents.
  • the work surface which is perpendicular to this stop surface, is - with accurate positioning of the lever in its catching position - Pushed when bouncing the coupling element against the counterpart, so that excessive bouncing of the coupling element is prevented.
  • the spring force of the return spring is adjusted to the attacking in the center of gravity of the catch element and dependent on the acceleration of the coupling element inertial force, that the abutment surface of the catch element due to the impact of the coupling element on the stop safely in contact with the counterpart arrives.
  • Such a vote of the spring force is possible only for a limited range of inertial forces.
  • the angular acceleration and thus the angular velocity of the catch element when hitting the stop surface on the counterpart can be so large that the catch element rebounds on the counterpart (secondary bouncing) and the Working surface can not enter into the necessary operative connection with the counterpart.
  • the invention is based on the object, the bounce protection device in such a way that a rebounding of the coupling element to a closed position of the switch contact arrangement corresponding position throughout the power range of the switch, ie is reliably prevented from normal operating currents up to the largest short-circuit currents.
  • this object is achieved in that the catch element is additionally associated with a retaining element on which the catch element is guided during the opening process and thereby until reaching a predetermined position the coupling element is held in its rest position relative to the coupling element.
  • Such a catch element provided with a retaining element is so sure guided during the opening process, regardless of the nature and the value of the acceleration of the elements of the drive train that an uncontrolled deflection from its rest position due to a non-uniform acceleration, as for example in rapidly successive OFF-ON OFF switching occurs, is safely prevented.
  • a development of the invention provides that the catch element is designed as a one-armed, hook-like lever and that the counterpart of this lever is engaged behind.
  • the radial extent of the catch element may be formed so short that its construction and pivot space is not limited by another example, the drive element.
  • the radial extent of the catching element may be formed shorter than the distance of the pivot axis of the catching element from the axis of rotation of the coupling element in the case of a coupling element designed as a lever arranged fixedly on a switching shaft.
  • the catch element can be mounted in different positions on the coupling element.
  • the catch element can also be designed so that its working surface is similar to the known drive train (US Pat. US 4,468,533 ) is pushed against the counterpart during bouncing.
  • the catch element is designed as a two-armed lever, wherein the working surface is formed on the one lever arm and the center of gravity is in the region of the other lever arm.
  • Such a two-armed lever can also be used in drive trains, in which the coupling element performs a rectilinear motion.
  • catch element is free to pivot about a pivot angle of at least 45 ° until the formation of the temporary operative connection and the work surface extends over a bend angle of at least 20 °.
  • a structurally simple embodiment of the new drive train is characterized in that the retaining element is designed as a spring.
  • the spring may be designed such that the catching element is accelerated by passing through the spring in the direction of its catching position after passing through the predetermined position of the coupling element, in particular when striking the movable coupling element to the stop.
  • a further preferred embodiment of the new drive train is characterized in that the retaining element is formed as a rigid, provided with a slotted guide part, which is held on the drive train, in particular on a coupling element hinged to the coupling element.
  • the rigid part can also be integrally formed, for example, on the coupling member.- This can be the control of the movement of the catch element realized by a circular arc curved link guide when the rigid part is penetrated by two coupling pin, wherein a coupling pin, the coupling member with a movable contact bearing contact lever carrier and the other coupling pin coupling the coupling member with the coupling element.
  • FIGS. 1 to 6 has the new drive train for a movable contact 1 a - consisting of this movable contact 1 and a stationary contact 2 associated with him - switching contact arrangement of an electrical switch, a coupling element 3, a contact carrier 4 and a coupling member 5.
  • the movable contact 1 is designed as a contact lever, which is arranged pivotably about a first pivot bearing 6 on the contact carrier 4.
  • the contact carrier 4 is pivotable about a second pivot bearing 7.
  • the coupling element 3 is designed as a lever and arranged fixed on a trained as a switching shaft drive element 8.
  • the coupling member 5 is connected by means of a first coupling bolt 33 with the contact carrier 4 and by means of a second coupling bolt 34 with the coupling element 3.
  • the movable contact 1 is pressed against the stationary contact 2 at a closed position of the switching contact arrangement.
  • a plurality of movable contacts can be mounted pivotably parallel to one another here in a known manner.
  • the switching shaft 8 is rotatable in a known manner by means of a drive device, not shown, in a switch-9 and latched in a switch-on, which is closed in switch-on position switching shaft, the switch contact arrangement.
  • the shift shaft in the direction 10 is a switch-off (see. Fig. 2 ) Approved.
  • the elements of the drive train during the opening process in one of open position of the switching contact arrangement accelerates corresponding direction while the coupling element 3, which is fixedly mounted on the switching shaft 8, pivoted about the axis of rotation 11 of the switching shaft.
  • the coupling element 3 beats the coupling element 3 at the end of the opening process at befindlichem in the off position shift shaft 8 at a stop 12.
  • the coupling element 3 is associated with a bumper, which is a catch element 13, a catch element associated (in the FIGS. 1 to 4 Not shown) retaining element and a stationary counterpart 14 has.
  • the catch element is in this case designed as a one-armed, hook-like lever and secured to the coupling element 3 so as to be pivotable about a pivot axis 15 extending parallel to the axis of rotation 11 of the control shaft 8.
  • the design of the catch element 13 as a one-armed lever ensures that its center of gravity 16 has a certain radial distance 17 from the pivot axis 15.
  • the catch element 13 has a rest position relative to the coupling element, in which it is at dormant coupling element (see. FIG. 1 ) under the force of a return spring 18 by means of a stop surface 19 on a coupling element passing through the bolt 20 is supported.
  • the catch element 13 remains in the uniformly accelerated opening operation until the impingement of the coupling element 3 on the stop 12 due to the accelerated motion caused at its center of gravity 16 attacking inertial force in its rest position.
  • the retaining element serves to keep the catch element even with non-uniformly accelerated movement of the elements of the drive train during the opening operation in the rest position relative to the coupling element (see.
  • FIGS. 5 and 6 In this rest position are the center of gravity 16 of the catch element 13 and the axis of rotation 11 of the coupling element 3 on both sides of a tangent to the movement path of the pivot axis 15 surface 21.
  • This rest position is also characterized in that the impact of the coupling element 3 on the stop 12th - That is, when suddenly stopping the coupling element - becoming effective inertial force is optimally implemented in the pivoting movement of the catch element 13 about its pivot axis 15.
  • FIG. 3 comes by striking the coupling element 3 to the stop 12, the inertial force on the catch element 13 such effect that the catch element 13 against the rising during pivoting spring force of the return spring 18 out of its rest position by a pivot angle ⁇ 1 (see also Fig. 2 ) pivots into a catching position.
  • This swivel angle ⁇ 1 should not exceed 100 ° and in the present case is about 80 °.
  • the catching element 13 has a working surface 22 for forming a temporary operative connection with the counterpart 14, which extends over an arc angle ⁇ 1 of approximately 30 °.
  • This arc angle ⁇ 1 can be chosen smaller with a correspondingly stronger spring force of the return spring 18 and / or a switch with a lower power range, but it should not be less than 20 ° and need not be more than 45 °.
  • the catch element returns under the force of the return spring 18 in its rest position.
  • the elements of the drive train are again movable in the direction of the closed position of the switching contact arrangement.
  • the catch element 24 may also be arranged in its rest position on the coupling element 3 so that it pivots outwardly and thus clockwise when the coupling element 3 stops, for which purpose the counterpart 25 must be arranged accordingly. It is also characteristic of this arrangement that the center of gravity 26 is arranged such that the inertial force acting on the stop 12 when the coupling element 3 strikes - optimally in a pivoting movement of the catching element about its pivot axis 27 in the pivoting direction 28 - counter to the force of the return spring 30 , that is implemented in the direction of its catching position.
  • the pivot angle ⁇ 2 of the catch element 24 is about 50 °.
  • the work surface 29 extends over an arc angle ⁇ 2 of about 30 °.
  • the catch element 31 additionally associated retaining element designed as a hairpin-like leg spring whose turns enclose the first coupling pin 33.
  • this leg spring (cf. FIGS. 5 and 6 ) A first leg 35 a of the retaining spring on the second coupling pin 34 from.
  • the first leg 35b is supported on the coupling member 5.
  • the Catching element 31 associated, cantilevered legs 36a; 36b of the two torsion springs has an arcuate portion 37a; 37b on.
  • the spring force of the leg spring is dimensioned so that the catch hook is securely held until it reaches a predetermined position of the coupling element in its rest position relative to the coupling element, without inhibiting the opening process.
  • the retaining element is formed according to an alternative embodiment as a rigid, provided with a slotted guide 41 part 42 which is held on the coupling member 5 of the drive train.
  • the part 42 in the region of a bore 43 of the second coupling pin 34 and in the region of a slot-like recess 44 of the first coupling pin 33 is penetrated.
  • the arranged on the catch element pin 38 is guided in the slotted guide 41.
  • the circular curved link guide crosses at the beginning of the opening process Swivel path of the catch element such that it is held against the coupling element and can not deflect prematurely uncontrolled.
  • the rigid part 42 has at the end of a boom 45, which forms the lower edge of the slotted guide, a sliding surface 46 over which the arranged on the catch pin is inserted back into the slotted guide once the catch element under the force of the return spring 47 back into their Rest position is pulled on the coupling element.
  • the movement of the catching element can be controlled even in externally acting on the switch vibrations or shocks and thereby bouncing of the coupling element can be reliably prevented.

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und ist bei der konstruktiven Gestaltung eines Antriebsstranges für den Öffnungs- und Schließvorgang eines bewegbaren Kontaktes einer Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schalters anzuwenden, bei dem einem Koppelelement, das zwischen dem bewegbaren Kontakt und einem zugehörigen Antriebselement angeordnet und am Ende des Öffnungsvorganges gegen einen Anschlag bewegbar ist, eine Prellschutzeinrichtung zugeordnet ist, die ein Fangelement und ein ortsfestes Gegenstück aufweist.
  • Bei einem bekannten elektrischen Schalter besteht das Fangelement aus einem einarmigen Hebel, der schwenkbar an dem Koppelelement angeordnet ist und unter der Krafteinwirkung einer Rückstellfeder steht. Dies bedeutet, dass der Schwerpunkt des Fangelementes-außerhalb seiner Schwenkachse liegt, so dass das Fangelement beim Auftreffen des Koppelelementes auf den Anschlag aufgrund der an seinem Schwerpunkt angreifenden Trägheitskraft in eine Fangposition schwenkbar ist ( US 4,468,533 ).
  • Bei Antriebssträngen dieser Art können die Elemente der Antriebsstangen beim Öffnungsvorgang ungleichförmig beschleunigt und dabei das Fangelement, das zur Bildung einer vorübergehenden Wirkverbindung mit dem Gegenstück eine Arbeitsfläche aufweist, bereits vor dem Anschlagen des Koppelelementes an dem Anschlag derart aus seiner Ruheposition gegenüber dem Koppelelement geschwenkt werden, dass es nicht die erforderliche Wirkverbindung mit dem Gegenstück eingeht. Bei fehlender Wirkverbindung kann das am Anschlag anschlagende Koppelelement ungehindert in seine der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung entsprechende Stellung zurückprellen, so dass die Gefahr eines erhöhten Kontaktverschleißes oder sogar des Verschweißens der Kontakte besteht. Hierbei ist das Prellen des Koppelelementes beim Auftreffen auf den Anschlag abhängig von der Stärke des zu unterbrechenden Stromes bzw. von der Stärke der durch diesen Strom bewirkten, auf die Elemente des Antriebsstranges einwirkenden elektrodynamischen Kräfte, die eine beschleunigte Bewegung der Elemente des Antriebstranges beim Öffnungsvorgang bewirken. Bei normalen Betriesströmen ist die bewirkte Beschleunigung (im Falle eines um eine Drehachse bewegbaren Koppelelementes die Winkelbeschleunigung) und damit die am Schwerpunkt des Fangelementes angreifende Trägheitskraft geringer als beispielsweise bei großen Kurzschlussströmen.
  • Bei dem erwähnten bekannten Schalter ( US 4,468,533 ) sitzt das als Hebel ausgebildete Fangelement fest auf einem als Schaltwelle ausgebildeten Antriebselement auf. Das Fangelement ist dabei so am Koppelelement gelagert, dass die Schwenkachse des Fangelementes einen radialen Abstand zur Drehachse der Schaltwelle aufweist. Um das Fangelement beim Prellen des Koppelelementes in seine Fangposition zu schwenken, entspricht die radiale Ausdehnung des Fangelementes etwa der des Koppelelementes und erfordert daher innerhalb des Antriebsstranges entsprechend viel Bau- und Schwenkraum. Zur genauen Positionierung des Fangelementes in seiner Fangposition weist das Fangelement außer der Arbeitsfläche eine dem Gegenstück zugeordnete Anschlagfläche auf. Die Arbeitsfläche, die senkrecht zu dieser Anschlagfläche verläuft, wird - bei genauer Positionierung des Hebels in seiner Fangposition - beim Prellen des Koppelelementes gegen das Gegenstück geschoben, so dass ein übermäßiges Prellen des Koppelelementes verhindert ist. - Zu einer derartigen Positionierung ist es erforderlich, dass die Federkraft der Rückstellfeder so auf die im Schwerpunkt des Fangelementes angreifende und von der Beschleunigung des Koppelelementes abhängige Trägheitskraft abgestimmt ist, dass die Anschlagfläche des Fangelementes aufgrund des Auftreffens des Koppelelementes auf den Anschlag sicher in Anlage mit dem Gegenstück gelangt. Eine derartige Abstimmung der Federkraft ist nur für einen begrenzten Bereich von Trägheitskräften möglich. Bei höheren Stromkräften, die eine Trägheitskraft bewirken, deren Wert außerhalb dieses begrenzten Bereiches liegt, kann die Winkelbeschleunigung und damit die Winkelgeschwindigkeit des Fangelementes beim Auftreffen der Anschlagfläche auf das Gegenstück so groß sein, dass das Fangelement an dem Gegenstück abprallt (sekundäres Prellen) und die Arbeitsfläche nicht die notwendige Wirkverbindung mit dem Gegenstück eingehen kann.
  • Ausgehend von einem Antriebsstrang mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 ( US 4,468,533 ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Prellschutzeinrichtung so auszubilden, dass ein Zurückprellen des Koppelelementes bis in eine der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung entsprechende Position im gesamten Leistungsbereich des Schalters, d. h. von normalen Betriebsströmen bis zu den größten Kurzschluss-Strömen sicher verhindert ist.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Fangelement zusätzlich ein Rückhalte-Element zugeordnet ist, an dem das Fangelement während des Öffnungsvorganges geführt und dabei bis zum Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Koppelelementes in seiner Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement gehalten ist.
  • Ein derartig mit einem Rückhalte-Element versehenes Fangelement ist beim Öffnungsvorgang unabhängig von der Art und dem Wert der Beschleunigung der Elemente des Antriebsstranges derart sicher geführt, dass ein unkontrolliertes Auslenken aus seiner Ruhestellung aufgrund einer ungleichförmigen Beschleunigung, wie sie beispielsweise bei schnell aufeinanderfolgenden AUS-EIN-AUS-Schaltvorgängen auftritt, sicher verhindert ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Fangelement als einarmiger, hakenartiger Hebel ausgebildet ist und dass das Gegenstück von diesem Hebel hintergreifbar ist.
  • Bei einer derartige Ausbildung, bei der die Arbeitsfläche beim Prellen des Koppelelementes gegen das Gegenstück gezogen wird, kann die radiale Ausdehnung des Fangelementes so kurz ausgebildet sein, dass sein Bau- und Schwenkraum nicht durch ein anderes beispielsweise das Antriebselement begrenzt ist. Insbesondere kann die radiale Ausdehnung des Fangelementes bei einem als auf einer Schaltwelle fest angeordneten Hebel ausgebildeten Koppelelement kürzer als der Abstand der Schwenkachse des Fangelementes von der Drehachse des Koppelelementes ausgebildet sein. Das Fangelement kann in unterschiedlichen Positionen an dem Koppelelement angebracht werden. - Eine derartige Prellschutzeinrichtung ist daher mit Vorteil in Antriebssträngen anwendbar, bei denen für die Prellschutzeinrichtung nur ein geringer Bauraum zur Verfügung steht. Sie ist auch in Antriebssträngen anwendbar, bei denen das Koppelelement eine geradlinige Bewegung ausführt.
  • Das Fangelement kann auch so ausgebildet sein, dass seine Arbeitsfläche ähnlich wie bei dem bekannten Antriebsstrang ( US 4,468,533 ) beim Prellen gegen das Gegenstück geschoben wird. Hierzu ist das Fangelement aber als zweiarmiger Hebel auszubilden, bei dem die Arbeitsfläche an dem einen Hebelarm ausgebildet ist und der Schwerpunkt im Bereich des anderen Hebelarmes liegt. Ein derartiger zweiarmiger Hebel kann ebenfalls in Antriebssträngen eingesetzt werden, bei denen das Koppelelement eine geradlinige Bewegung ausführt.
  • Von Vorteil ist es, wenn das Fangelement bis zur Bildung der vorübergehenden Wirkverbindung um einen Schwenkwinkel von wenigstens 45° frei schwenkbar ist und sich die Arbeitsfläche über einen Bogenwinkel von wenigstens 20° erstreckt.
  • Bei einer derartigen Ausgestaltung kommt es zu einem Fangen, ohne dass das Fangelement gegen einen Anschlag läuft und demzufolge selber nicht zurückprellen kann. Dies wird dadurch gewährleistet, dass zum einen das Fangelement über einen größeren als den bisher bekannten Schwenkwinkel frei schwenkbar ist und dass zum anderen sich die Arbeitsfläche über einen relativ großen Bogenwinkel erstreckt. Hierdurch kann das Fangelement bei hohen Kurzschlussströmen über einen größeren Schwenkwinkel als beispielsweise bei normalen Betriebsströmen bis in seine Fangposition schwenken. In jedem Fall wird das Fangelement durch ein Zusammenwirken der Federkraft der Rückstellfeder, die beim Schwenken des Fangelementes ansteigt, und der Reibungskraft, die beim noch während der Schwenkbewegung des Fangelementes einsetzenden Prellen des Koppelelementes zwischen Arbeitsfläche und Gegenstück wirkt, sicher in seiner Fangposition angehalten.
  • Eine konstruktiv einfache Ausführungsform des neuen Antriebsstranges ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalte-Element als Feder ausgebildet ist. - Hierbei kann die Feder derart gestaltet sein, dass das Fangelement nach Durchlaufen der vorgegebenen Stellung des Koppelelementes, insbesondere beim Anschlagen des bewegbaren Koppelelementes an dem Anschlag, durch die Feder in Richtung seiner Fangposition beschleunigt wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des neuen Antriebsstranges zeichnet sich dadurch aus, dass das Rückhalte-Element als ein starres, mit einer Kulissenführung versehenes Teil ausgebildet ist, das an dem Antriebsstrang, insbesondere an einem an dem Koppelelement angelenkten Koppelglied, gehalten ist.- Das starre Teil kann auch einstückig beispielsweise an dem Koppelglied angeformt sein.- Hierbei lässt sich die Steuerung der Bewegung des Fangelementes durch eine kreisbogenförmig gekrümmte Kulissenführung realisieren, wenn das starre Teil von zwei Koppelbolzen durchgriffen ist, wobei der eine Koppelbolzen das Koppelglied mit einem den beweglichen Kontakt tragenden Kontakthebelträger und der andere Koppelbolzen das Koppelglied mit dem Koppelelement koppelt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen
    • Figuren 1 bis 3 eine erste Ausführungsform eines Fangelementes, das derart an einem Koppelelement angelenkt ist, dass es entgegen dem Uhrzeigersinn in seine Fangposition schwenkbar ist,
    • Figur 4 das Fangelement gemäß der Figuren 1 bis 3 jedoch derart angelenkt, dass es im Uhrzeigersinn in seine Fangposition schwenkbar ist und
    • Figuren 5 bis 10 eine zweite Ausführungsform des Fangelementes mit ihm zugeordnetem Rückhalte-Element.
  • Gemäß der Figuren 1 bis 6 weist der neue Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt 1 einer - aus diesem bewegbarem Kontakt 1 und einem ihm zugeordneten ortsfesten Kontakt 2 bestehenden - Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schalters ein Koppelelement 3, einen Kontaktträger 4 und ein Koppelglied 5 auf. Dabei ist der bewegbare Kontakt 1 als Kontakthebel ausgebildet, der um ein erstes Schwenklager 6 schwenkbar an dem Kontaktträger 4 angeordnet ist. Der Kontaktträger 4 ist um ein zweites Schwenklager 7 schwenkbar. Das Koppelelement 3 ist als Hebel ausgebildet und auf einem als Schaltwelle ausgebildeten Antriebselement 8 fest angeordnet. Das Koppelglied 5 ist mittels eines ersten Koppelbolzens 33 mit dem Kontaktträger 4 und mittels eines zweiten Koppelbolzens 34 mit dem Koppelelement 3 verbunden.
  • Gemäß Figur 1 wird der bewegbare Kontakt 1 bei einer Einschaltstellung der Schaltkontaktanordnung gegen den ortsfesten Kontakt 2 gedrückt. In dem Kontaktträger 4 können hierbei in bekannter Weise auch mehrere bewegbare Kontakte parallel zueinander schwenkbar gelagert sein. Zum Schließen der Schaltkontaktanordnung ist die Schaltwelle 8 in bekannter Weise mittels einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in einer Einschaltrichtung 9 drehbar und in einer Einschaltposition verklinkbar, wobei bei in Einschaltposition befindlicher Schaltwelle die Schaltkontaktanordnung geschlossen ist. Durch Freigabe der Verklinkung der Schaltwelle ist die Schaltwelle in Richtung 10 einer Ausschaltposition (vgl. Fig. 2) freigegeben. Unter der Kraft der von den Stromkräften hervorgerufenen elektrodynamischen Kräfte werden die Elemente des Antriebsstranges beim Öffnungsvorgang in einer der geöffneten Stellung der Schaltkontaktanordnung entsprechenden Richtung beschleunigt und dabei das Koppelelement 3, das auf der Schaltwelle 8 fest angeordnet ist, um die Drehachse 11 der Schaltwelle geschwenkt.
  • Gemäß Figur 2 schlägt das Koppelelement 3 am Ende des Öffnungsvorganges bei in Ausschaltposition befindlicher Schaltwelle 8 an einem Anschlag 12 an. Um ein Prellen des Koppelelementes 3 in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung zu verhindern, ist dem Koppelelement 3 eine Prellschutzeinrichtung zugeordnet, die ein Fangelement 13, ein dem Fangelement zugeordnetes (in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestelltes) Rückhalte-Element und ein ortsfestes Gegenstück 14 aufweist. Das Fangelement ist hierbei als einarmiger, hakenartiger Hebel ausgebildet und um eine parallel zur Drehachse 11 der Schaltwelle 8 verlaufende Schwenkachse 15 schwenkbar an dem Koppelelement 3 befestigt. Durch die Ausgestaltung des Fangelementes 13 als einarmiger Hebel ist gewährleistet, das sein Schwerpunkt 16 einen gewissen radialen Abstand 17 von der Schwenkachse 15 aufweist. - Das Fangelement 13 weist eine Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement auf, in der es sich bei ruhendem Koppelelement (vgl. Figur 1) unter der Krafteinwirkung einer Rückstellfeder 18 mittels einer Anschlagfläche 19 an einem das Koppelelement durchsetzenden Bolzen 20 abstützt. Das Fangelement 13 verbleibt beim gleichförmig beschleunigten Öffnungsvorgang bis zum Auftreffen des Koppelelementes 3 auf den Anschlag 12 aufgrund der durch die beschleunigte Bewegung bewirkte an seinem Schwerpunkt 16 angreifende Trägheitskraft in seiner Ruhestellung. - Das Rückhalte-Element dient dazu, das Fangelement auch bei ungleichförmig beschleunigter Bewegung der Elemente des Antriebsstranges beim Öffnungsvorgang sicher in der Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement zu halten (vgl.
  • Figuren 5 und 6). - In dieser Ruhestellung befinden sich der Schwerpunkt 16 des Fangelementes 13 und die Drehachse 11 des Koppelelementes 3 beiderseits einer an der Bewegungsbahn der Schwenkachse 15 tangential anliegenden Fläche 21. Diese Ruhestellung ist auch dadurch charakterisiert, dass die beim Auftreffen des Koppelelementes 3 auf den Anschlag 12 - d.h. beim schlagartigen Stillsetzen des Koppelelementes - wirksam werdende Trägheitskraft optimal in die Schwenkbewegung des Fangelementes 13 um seine Schwenkachse 15 umgesetzt wird.
  • Gemäß Figur 3 kommt durch Anschlagen des Koppelelementes 3 an dem Anschlag 12 die Trägheitskraft am Fangelement 13 derart zur Wirkung, dass das Fangelement 13 entgegen der beim Schwenken ansteigenden Federkraft der Rückstellfeder 18 aus seiner Ruhestellung heraus um einen Schwenkwinkel α1 (vgl. auch Fig. 2) in eine Fangposition schwenkt. Dieser Schwenkwinkel α1 sollte 100° nicht überschreiten und liegt im vorliegenden Fall bei etwa 80°. Das Fangelement 13 weist zur Bildung einer vorübergehenden Wirkverbindung mit dem Gegenstück 14 eine Arbeitsfläche 22 auf, die sich über einen Bogenwinkel β1 von etwa 30° erstreckt. Dieser Bogenwinkel β1 kann bei entsprechend stärkerer Federkraft der Rückstellfeder 18 und/oder bei einem Schalter mit geringerem Leistungsbereich auch kleiner gewählt werden, er sollte aber nicht kleiner als 20° sein und braucht nicht mehr als 45° zu betragen. - Zu der Wirkverbindung kommt es, indem das Fangelement 13 beim Prellen des Koppelelementes 3 gegen das Gegenstück 14 gezogen wird und damit die weitere Bewegung des Koppelelementes 3 in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung blockiert. Aufgrund der relativ langen Arbeitsfläche 22 und der abbremsend wirkenden Kraft der Rückstellfeder 18 ist zwischen dem Fangelement 13 und dem Gegenstück 14 die Wirkverbindung hergestellt, ohne dass das Fangelement 13 in seiner Schwenkrichtung 23 zum Anschlagen am Gegenstück 14 kommt. - Sobald die das Prellen bewirkende Bewegungsenergie des Koppelelementes über die Wirkverbindung ausreichend abgeleitet ist, kehrt das Fangelement unter der Kraft der Rückstellfeder 18 in seine Ruhestellung zurück. Damit sind die Elemente des Antriebsstranges wieder in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung bewegbar.
  • Gemäß Figur 4 kann das Fangelement 24 in seiner Ruhestellung auch so an dem Koppelelement 3 angeordnet sein, dass es beim Anschlag des Koppelelementes 3 nach außen und damit im Uhrzeigersinn schwenkt, wozu das Gegenstück 25 entsprechend angeordnet sein muss. Auch für diese Anordnung ist charakteristisch, dass der Schwerpunkt 26 so angeordnet ist, dass die beim Auftreffen des Koppelelementes 3 auf den Anschlag 12 wirksam werdende Trägheitskraft - entgegen der Kraft der Rückstellfeder 30 - optimal in eine Schwenkbewegung des Fangelementes um seine Schwenkachse 27 in Schwenkrichtung 28, d.h. in Richtung seiner Fangposition umgesetzt wird. Hierbei beträgt der Schwenkwinkel α2 des Fangelementes 24 etwa 50°. Die Arbeitsfläche 29 erstreckt sich über einen Bogenwinkel β2 von etwa 30°.
  • Gemäß der Figuren 5 bis 7 ist das dem Fangelement 31 zusätzlich zugeordnete Rückhalte-Element als haarnadelartige Schenkelfeder ausgebildet, deren Windungen den ersten Koppelbolzen 33 umschließen. Dabei stützt sich bei einer ersten Ausgestaltungsform 32a dieser Schenkelfeder (vgl. Figuren 5 und 6) ein erster Schenkel 35a der Rückhaltefeder an dem zweiten Koppelbolzen 34 ab. Bei der in Figur 7 dargestellten zweiten Ausführungsform 32b der Schenkelfeder ist der erste Schenkel 35b am Koppelglied 5 abgestützt. Jeweils ein zweiter, dem Fangelement 31 zugeordneter, freitragender Schenkel 36a; 36b der beiden Schenkelfedern weist einen bogenförmigen Abschnitt 37a; 37b auf. Beim Öffnungsvorgang, bei dem die Elemente des Antriebsstranges ungleichförmig beschleunigt werden können, läuft ein auf dem Fangelement 31 angeordneter Stift 38 gegen diesen bogenförmigen Abschnitt. Dabei ist die Federkraft der Schenkelfeder so bemessen, dass der Fanghaken bis zum Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Koppelelementes sicher in seiner Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement gehalten ist, ohne den Öffnungsvorgang zu hemmen.
  • An den bogenartigen Abschnitt 37a; 37b schließt sich ein abgewinkelter weiterer Abschnitt 39a; 39b des zweiten Schenkels derart an, dass die Federkraft der Schenkelfeder im Zeitpunkt des Anschlages des Koppelelementes 3 an dem Anschlag 12 dem Fangelement ein zusätzliches Drehmoment in seiner Schwenkrichtung vermittelt. Das Ende 40a; 40b des zweiten Schenkels ist so geformt, dass der Fanghaken in seiner Schwenkrichtung frei schwenkbar ist und dabei eine seitliche Führungsfläche für die Schenkelfeder bildet. Hierdurch ist die Schenkelfeder zugleich sicher unterhalb des Stiftes und damit in ihrer bestimmungsgemäßen Position gehalten.
  • Gemäß der Figuren 8 bis 10 ist das Rückhalte-Element nach einer alternativen Ausführungsform als ein starres, mit einer Kulissenführung 41 versehenes Teil 42 ausgebildet, das an dem Koppelglied 5 des Antriebsstranges gehalten ist. Hierbei ist das Teil 42 im Bereich einer Bohrung 43 von dem zweiten Koppelbolzen 34 und im Bereich einer langlochartigen Ausnehmung 44 von dem ersten Koppelbolzen 33 durchgriffen. Der an dem Fangelement angeordnete Stift 38 ist in der Kulissenführung 41 geführt. Die kreisförmig gebogene Kulissenführung kreuzt zu Beginn des Öffnungsvorganges die Schwenkbahn des Fangelementes derart, dass dieses gegenüber dem Koppelelement festgehalten wird und nicht vorzeitig unkontrolliert auslenken kann. Erst bei einer vorgegebenen Stellung des Koppelelementes, kurz vor dessen Anschlagen an dem Anschlag, hat sich das Rückhalte-Element soweit gegenüber dem Fangelement bewegt, dass die Kulissenführung in Deckung mit der Schwenkbahn des Fangelementes gebracht ist, so dass das Fangelement nach dem Anschlagen in seine Fangposition schwenken kann.
  • Das starre Teil 42 weist am Ende eines Auslegers 45, der die Unterkante der Kulissenführung bildet, eine Gleitfläche 46 auf, über die der an dem Fangelement angeordnete Stift wieder in die Kulissenführung eingeführt wird, sobald das Fangelement unter der Kraft der Rückstellfeder 47 wieder in ihre Ruhestellung an dem Koppelelement gezogen wird.
  • Durch den neuen Antriebsstrang kann auch bei von außen auf den Schalter einwirkenden Vibrationen oder Stößen die Bewegung des Fangelementes gesteuert und dadurch ein Prellen des Koppelelementes sicher verhindert werden.

Claims (6)

  1. Antriebsstrang für den Öffnungs- und Schließvorgang eines bewegbaren Kontaktes (1) einer Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schalters mit einem zwischen dem bewegbaren Kontakt (1) und einem zugehörigen Antriebselement (8) angeordneten, am Ende des Öffnungsvorganges gegen einen Anschlag (12) bewegbaren Koppelelement (3) und einer dem Koppelelement (3) zugeordneten Prellschutzeinrichtung,
    bei dem die Prellschutzeinrichtung ein an dem Koppelelement angeordnetes, aufgrund seiner Trägheitskraft entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (18,30) aus einer Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement in eine Fangposition schwenkbares Fangelement (13 ; 24; 31) und ein ortsfestes Gegenstück (14, 25) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Fangelement (13; 24; 31) zusätzlich ein Rückhalte-Element (32a; 32b; 42) zugeordnet ist, an dem das Fangelement während des Öffnungsvorganges geführt und dabei bis zum Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Koppelelementes (3) in seiner Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement gehalten ist.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Fangelement (13; 24; 31) als einarmiger, hakenartiger Hebel ausgebildet ist und
    dass das Gegenstück (14, 35) von diesem Hebel hintergreifbar ist.
  3. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rückhalte-Element als Feder (32a; 32b) ausgebildet ist.
  4. Antriebsstrang nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Fangelement (13; 24; 31) nach Durchlaufen der vorgegebenen Stellung des Koppelelementes (3), insbesondere beim Anschlagen des bewegbaren Koppelelementes an dem Anschlag (12), durch die Feder (32a; 32b) in Richtung seiner Fangposition beschleunigt wird.
  5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rückhalte-Element als ein starres, mit einer Kulissenführung (41) versehenes Teil (42) ausgebildet ist, das an dem Antriebsstrang, insbesondere an einem an dem Koppelelement angelenkten Koppelglied (5), gehalten ist.
  6. Antriebsstrang nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das starre Teil (42) von zwei Koppelbolzen (33, 34) durchgriffen ist, wobei der eine Koppelbolzen (33) das Koppelglied (5) mit einem den beweglichen Kontakt (1) tragenden Kontakthebelträger (4) und der andere Koppelbolzen (34) das Koppelglied (5) mit dem Koppelelement (3) koppelt.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006006907A1 (de) * 2006-02-09 2007-08-16 Siemens Ag Anordnung insbesondere zum Betätigen einer Transportklinke und Spannvorrichtung für einen Federspeicher eines elektrischen Schalters mit einer derartigen Anordnung
DE102006048124A1 (de) * 2006-10-06 2008-04-10 Siemens Ag Fangeinrichtung für einen Antriebsstrang
KR101019030B1 (ko) * 2009-03-11 2011-03-04 엘에스산전 주식회사 리바운드 방지 기구를 갖는 차단기
US8138861B2 (en) * 2009-05-15 2012-03-20 Eaton Corporation Inertial catch for an automatic transfer switch power contractor
US9208962B2 (en) 2013-11-26 2015-12-08 General Electric Company Circuit breaker including an anti-rebound system, anti-rebound system for a circuit breaker and method
US9536694B2 (en) 2014-12-04 2017-01-03 Eaton Corporation Electrical switching apparatus and pole shaft catch assembly therefor
CN107481901B (zh) * 2016-06-07 2019-09-03 上海电器股份有限公司人民电器厂 一种断路器分闸防弹跳装置
FR3084517B1 (fr) * 2018-07-30 2021-06-04 Schneider Electric Ind Sas Appareil de commutation electrique a contacts separables

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US448533A (en) * 1891-03-17 Street-lam p
JPS5953648B2 (ja) * 1978-08-31 1984-12-26 三菱電機株式会社 開閉装置
JPS58131622A (ja) * 1982-01-29 1983-08-05 三菱電機株式会社 気中しや断器
IT1173269B (it) 1984-02-15 1987-06-18 Cge Comp Gen Elettromecc Combinazione di concegno di aggancio e di dispositivo sganciatore per evitare la richiusura dei contatti di un interuttori automatico dopo un'apertura dovuta a corto circuito
US4713503A (en) * 1986-08-26 1987-12-15 A. B. Chance Company Three phase vacuum switch operating mechanism with anti-bounce device for interrupter contacts
NL9101162A (nl) * 1991-07-03 1993-02-01 Holec Syst & Componenten Verbeterd aandrijfmechanisme voor een elektrische schakelaar, in het bijzonder een last- of vermogenschakelaar.
DE4416091C1 (de) * 1994-04-20 1995-06-22 Siemens Ag Antriebsvorrichtung mit einer Sperrvorrichtung gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle
US5912605A (en) 1997-11-20 1999-06-15 Eaton Corporation Circuit breaker with automatic catch to prevent rebound of blow open contact arm
NL1008731C2 (nl) * 1998-03-27 1999-09-28 Holec Holland Nv Schakelaar met moment-inschakeling.
US6084489A (en) * 1998-09-08 2000-07-04 General Electric Company Circuit breaker rotary contact assembly locking system
US6160234A (en) * 1999-04-29 2000-12-12 Eaton Corporation Reduced drag ratchet
FR2818796B1 (fr) * 2000-12-22 2003-02-07 Schneider Electric Ind Sa Mecanisme d'assistance a la fermeture pour un appareillage electrique de coupure et mecanisme d'entrainement d'un appareillage electrique muni d'un tel mecanisme d'assistance

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