EP1772885A1 - Kontaktsystem für einen Niederspannungsschalter - Google Patents

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EP1772885A1
EP1772885A1 EP06121725A EP06121725A EP1772885A1 EP 1772885 A1 EP1772885 A1 EP 1772885A1 EP 06121725 A EP06121725 A EP 06121725A EP 06121725 A EP06121725 A EP 06121725A EP 1772885 A1 EP1772885 A1 EP 1772885A1
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EP
European Patent Office
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contact
arm
contact arm
point
support
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EP06121725A
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EP1772885B1 (de
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Kurt Händler
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Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01H77/104—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 with a stable blow-off position
    • 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
    • H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
    • H01H1/221—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member
    • H01H1/225—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member the supporting member being pivotable

Definitions

  • the invention relates to a contact system for a low-voltage switch, in particular power or motor protection switch.
  • the contact system consists of a mounted for each pole in a switch housing contact arm with electrodynamically induced opening force, with a Kippsprung mediating and ensuring the open position when exceeding the tilting point restoring means.
  • the return means serves on the one hand to ensure the closed position of the contact arm (before the tilting jump) and on the other hand to ensure the open position (after the tilting jump).
  • a contact system in which a spring acts on a contact arm (switching piece) arranged lever arm.
  • the contact force spring acts via a pressure piece on a contact point on the contact arm, wherein the pressure piece has a Maisarmfern arranged support and the location of the attack point and support is such that when the contact is closed the pressure exerted by the pressure piece on the contact arm force vector between contact and réellearmfittician passes.
  • a contact-closing torque is generated.
  • the point of application of the pressure piece is displaced such that the force vector is pivoted over the contact arm pivot point and, facing away from the contact arm, runs past the contact arm pivot point. It creates a contact-opening torque.
  • the essence of the invention is that the contact force spring between an attachment in the switching shaft and the support is and the support is guided longitudinally displaceable on a circular arc.
  • the tangent to the circular arc at the location of the support should be parallel to the effective direction of the contact force spring. Since this geometric relationship changes naturally as the contacts wear out, this statement has only a roughly orienting meaning.
  • the leadership of the support is designed as a circular arc running groove and the leadership is in a run in the runner role.
  • the contact force spring can be fixed at one end in the shift shaft (suspension in the shift shaft segment). Andernends she attacks the role. This raceway has the course of the arc.
  • a further preferred embodiment is that the guidance of the support is effected by a guide arm, which is arranged rotationally fixed, and whose length corresponds to the radius of the circular arc.
  • the Guide arm In the closed position of the contact system is the Guide arm approximately parallel to the contact, which also results in about the location of the pivot point of the guide arm.
  • the pivot point of the guide arm can have two layers. One layer is that in which the fulcrum is far from the contact-bearing end of the contact arm; the other position is that in which the fulcrum is close to the contact-bearing end of the contact arm.
  • the contact force spring is a tension spring.
  • the point of attack on the contact arm can be formed either as an axis in a bore or as an axis in a groove.
  • the point of attack on the contact arm is formed on a Maisarmschenkel which projects at right angles to the longitudinal extent of the contact arm.
  • the arrangement of the contact force spring should be such that it (or the axis of the spring) is approximately perpendicular to the longitudinal extent of the contact, and they (or the axis of the spring) in this position the contact arm at about 1/3 of the length of the contact crosses.
  • the position of the contact force spring thus divides the contact arm in the ratio 1: 3
  • a pressure piece with a driving axis is connected to move.
  • the pressure piece is at the top in a suspension for the contact force spring this connected.
  • the suspension is rotatably connected to the guide arm. Trained as a tension spring contact force spring is clamped between a movable suspension point and a fixed suspension point, which latter is connected to the shift shaft. or in the switching shaft.
  • the contact force spring pulls the contact arm on the fixed contact with its resultant force F and thus generates the necessary contact force (for the closed position) between the fixed contact and contact arm. If the contact arm is spun in the event of a short circuit, the pressure piece pivots the effective direction of the contact force spring over the tilt point, so that a restraining torque is produced on the contact arm. The contact remains open.
  • the pressure piece is mounted with a pivotable drive arm on one side and rotatably on the guide arm and on the other side pivotally mounted on the contact.
  • Fig. 1 shows a contact system of a circuit breaker for current flow interruption upon detection of an overcurrent or an excess temperature.
  • the contact system is operatively connected to a switching mechanism, not shown. It is a trained as Kniehebeltot Vietnamese switch contact system, shown with closed contacts.
  • the current path of the contact system is not shown. The current path is opened and closed by the simply interrupting contact arm (as a rotary contact).
  • the contact arm 10 is rotatable about a contact axis of rotation 12 between its closed and open positions.
  • a pivot pin or pivot forms the axis of rotation 12 during the opening movement B1.
  • Bearing pin and shift shaft 2 are parallel to each other.
  • the contact arm 10 strikes against a stop 120 at the end of the opening movement.
  • the operation and the triggering of the switching drive are performed as usual, but is not shown here.
  • the axis of rotation of the contact arm is arranged in the switching shaft segment.
  • the contact arm 10 carries a contact pad 11 for contacting the fixed contact.
  • the contact arm has a longer portion 14 and an approximately vertically angled, on the side facing away from the fixed contact arranged switching piece leg 15.
  • At the switching piece leg engages around an axis 16 rotatably the pressure piece 30 at.
  • the axis 16 may lie in a bore, or be clipped in a groove 16 '(see FIG. 1a).
  • the contact arm is tilt-point-mounted. Depending on the rotational position with respect to the tilting point of the bearing, the contact arm remains mediated by the pressure piece and supported by the force of the trained as a tension spring contact force spring 20 in the open or in the closed position.
  • the tension spring 20 is fixed at its first end to a spring pin 22 in the selector shaft and with its second end to the pressure piece at point 24 (support).
  • the guide arm 40 and the pressure piece are furthermore connected in an articulated manner.
  • the guide arm 40 is mounted about a fixed axis of rotation 42 in the shift shaft.
  • Guide arm 40 and pressure piece have approximately the same length.
  • the fixed axis of rotation 42 is approximately at right angles to the line of action of the tension spring.
  • the rotational fixed point of the guide arm can have two layers.
  • One layer is that in which the rotational fixed point (reference numeral 42) is remote from the contact-carrying end (11) of the contact arm 10.
  • the other possible position is that in which the pivot point 42 'is close to the contact-bearing end of the contact arm, which is shown as a dashed version in Fig. 2.
  • the lever mechanism is designed such that in the ON position of the contacts, the pressure piece 30 is approximately in the line of action of the tension spring 20.
  • the spring pin 22 (fixed bearing of the tension spring in the shift shaft) is approximately between pivot 12 of the contact arm 10 and the contact pad 11, or - as here in Figure 1 also a little deeper.
  • the location of the point of attack 16 of the pressure piece on the contact arm and its other end support 24 is such that when the contact is closed by the force exerted by the pressure piece 30 on the contact arm 10 force vector F passes with heftrowder effect at Kunststoffarmitchddling 12.
  • the point of engagement 16 of the pressure piece 30 is displaced such that the force vector F is pivoted over the contact arm pivot point 12 and a contact-opening effect is produced.
  • the force vector F travels from one side of the tilting point to the other side of the tilting point. In this case, the direction of rotation of the torque changes, so that the contact arm is held in the open position on the stop 120.
  • the pressure piece When the contact is closed, the pressure piece is aligned approximately parallel to the tension spring. In this case, hardly any transverse forces arise in the bearing 24 formed as a support of the movable spring suspension, whereby in particular a low wear of the rotating parts is achieved.
  • the construction can be designed so that the lift of the contact arm due to wear (burnup at 10,000 circuits or more) of the contacts can be about 7 ° and the opening angle of the contact arm is in a range of 38 ° to 45 °.
  • the guide of the support 24 "of the pressure piece 30 is designed as a circular arc-shaped groove 34.
  • the guide consists in a guided in the groove 32.
  • This Laufnute has the course of the circular arc with the center 42".

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für einen Niederspannungsschalter mit einem für jeden Pol in einem Schaltergehäuse (100) um eine feste Drehachse (12) gelagerten Kontaktarm (10) mit elektrodynamisch veranlasster Öffnungskraft, wobei eine Kontaktkraftfeder (20) über ein Druckstück (30) auf eine Angriffsstelle (16) am Kontaktarm (10) wirkt, wobei das Druckstück (30) kontaktarmfern in einer Abstützung (24) gelagert ist, wobei die Lage von Angriffsstelle (16) und Abstützung (24) derart ist, dass bei geschlossenem Kontakt der vom Druckstück (30) auf den Kontaktarm (10) ausgeübte Kraftvektor (F) mit kontaktschließender Wirkung am Kontaktarmdrehpunkt (12) vorbeiläuft, und bei einer Öffnungsbewegung die Angriffsstelle (16) des Druckstücks (30) so verlagert wird, dass der Kraftvektor (F) über den Kontaktarmdrehpunkt (12) verschwenkt wird und eine kontaktöffnende Wirkung erzeugt. Es wird vorgeschlagen, dass die Kontaktkraftfeder (30) zwischen einer Befestigung (22) in der Schaltwelle und der Abstützung (24) liegt und die Abstützung (24) auf einem Kreisbogen längsverschieblich geführt ist. erfolgt die Führung der Abstützung (24) durch einen Führungsarm (40), der drehfest (42) angeordnet ist, und dessen Länge dem Radius des Kreisbogens entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für einen Niederspannungsschalter, insbesondere Leistungs- oder Motorschutzschalter.
  • Das Kontaktsystem besteht aus einem für jeden Pol in einem Schaltergehäuse gelagerten Kontaktarm mit elektrodynamisch veranlasster Öffnungskraft, mit einem einen Kippsprung vermittelnden und beim Überschreiten des Kipp-Punkts die Öffnungsstellung sicherstellenden Rückstellmittel. Das Rückstellmittel dient einerseits der Sicherstellung der Schließstellung des Kontaktarms (vor dem Kippsprung) und anderseits der Sicherstellung der Offenstellung (nach dem Kippsprung).
  • Es gibt unterschiedliche Vorschläge, ein solches Kontaktsystem auszubilden, wobei als Rückstellmittel häufig eine auf Zug oder auf Druck eingestellte Blatt- oder auch Schraubenfeder eingesetzt wird. Der Mechanismus wird dabei derart ausgebildet, dass entweder durch die Wahl der Geometrie von Schwenkachsen in Bezug auf Schwenkstellungen des Kontaktarms und/oder über zusätzliche am Kontaktarm angreifende Hebelelemente die Wirkrichtung des Rückstellmittels derart verschwenkt wird, dass die Wirkrichtung der Schraubenfeder bei der Schwenkbewegung über den Kipp-Punkt hinüber schwenkt.
  • In der DE 3736013 A1 ist ein Kontaktsystem dargestellt, bei dem eine Feder an einem am Kontaktarm (Schaltstück) angeordneten Hebelarm angreift.
  • In der EP 1294005 A1 ist ein Mechanismus eines Leistungsschalters beschrieben. Hierbei gleitet ein Zapfen über eine im Kontaktarm (Schaltstück) befestigte Achse, wodurch Gleitreibung und somit Streuungen in der Kontaktkraft auftreten. Es findet eine Schwenkung statt, bei der die relative Kraft in der Offenstellung (aufgeschleudert) durch ein Abwinkeln des Federschenkels erreicht wird. Dieses hat aber den Nachteil, dass relativ hohe Rückstellkräfte wegen zunehmender Gleitreibung entstehen.
  • Aus der Druckschrift DE 42 22 965 C1 ist ein Kontaktsystem für jeweils einen Pol eines Leistungsschalters mit einem einarmigen Kontakthebel bekannt, der einen Festkontakt und einen mit dem Kontakthebel in einer Kippachse elektrisch verbundenen Anschlussleiter verbindet bzw. trennt. Der mit der Kippachse auf einer Schaltwelle gelagerte Kontakthebel wird beidseitig von einem Paar Kontaktkraft-Zugfedern beaufschlagt. Die Zugfedern sind zwischen Kontakthebel und Schaltwelle jenseits der Kippachse in der Weise aufgehängt, dass sie mit dem Kontakthebel und der Schaltwelle ein Kippsprungwerk bilden. Bei elektrodynamischer Abstoßung des Kontakthebels vom Festkontakt gehen im Kipppunkt, des Kippsprungwerkes die beiden Verbindungsgeraden zwischen den Federaufhängungen durch die Kippachse und bilden in diesem Moment die Kipppunktebene.
  • In der DE 3818864 A1 ist ein Kontaktsystem für einen Niederspannungsschalter mit einem für jeden Pol in einem Schaltergehäuse um eine feste Drehachse in einer Schaltwelle gelagerten Kontaktarm (Schaltmesser) mit elektrodynamisch veranlasster Öffnungskraft dargestellt.
  • Die Kontaktkraftfeder wirkt über ein Druckstück auf eine Angriffsstelle am Kontaktarm, wobei das Druckstück eine kontaktarmfern angeordnete Abstützung hat und die Lage von Angriffsstelle und Abstützung derart ist, dass bei geschlossenem Kontakt der vom Druckstück auf den Kontaktarm ausgeübte Kraftvektor zwischen Kontakt und Kontaktarmdrehpunkt hindurch verläuft. Es wird ein kontaktschließendes Drehmoment erzeugt. Bei einer Öffnungsbewegung wird die Angriffsstelle des Druckstücks so verlagert, dass der Kraftvektor über den Kontaktarmdrehpunkt hin verschwenkt wird und kontaktabgewandt am Kontaktarmdrehpunkt vorbei verläuft. Es wird ein kontaktöffnendes Drehmoment erzeugt.
  • Bei dem Stand der Technik sind Nachteile vorhanden. Wegen der relativ kurzen wirksamen Hebelarme sind die resultierenden Kontaktkräfte stark toleranzanfällig, weil kleine Winkelstellungen schon relativ starke Kräfteverlagerung bewirken und damit Abweichungen in den Abmessungen der Achsen (Durchmesser, Lagern etc) schon relativ große Effekte haben. Damit ist eine hohe Streuung der Ist-Kontaktkräfte verbunden. Beim Abbrand der Kontakte ändert sich die Stellung des Kontaktarms (Durchhub) entsprechend, wobei auch eine relativ große Änderung der Kontaktkraft eintritt. Um eine gute Schließkraft durch die Kontaktkraftfedern zu erzeugen, müssen starke Federkräfte aufgebracht werden. In der Schaltwelle müssen diese starken Federkräfte abgestützt werden. Somit besteht die Gefahr, dass eine aus Kunststoff ausgebildete Schaltwelle bei hoher thermischer Last des Kontaktsystems deformiert wird.
  • Weitere Probleme bzw. Nachteile bestehen darin, dass bei kleinen wirksamen Hebelarmen hohe Federkräfte eingesetzt werden müssen. Dadurch werden große Federn verlangt, die teuer sind. Diese Federn liegen im Grenzbereich der Herstellbarkeit wegen der verlangten hohen Kräfte. Mechanische Toleranzprobleme bestehen darin, dass die Kontaktkräfte stark schwanken können und dass die hohen Lagerkräfte mit hohem Verschleiß verbunden sind. Bei hoher thermischer Belastung graben sich Achsen oder Kontakte durch die hohen Kräfte in die Schaltwelle ein, die aus Gründen der Isolationseigenschaft aus Kunststoff hergestellt ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, bei der die genannten Nachteile vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
  • Der Kern der Erfindung ist, dass die Kontaktkraftfeder zwischen einer Befestigung in der Schaltwelle und der Abstützung liegt und die Abstützung auf einem Kreisbogen längsverschieblich geführt ist. In der Schließstellung des Kontaktsystems soll die Tangente am Kreisbogen am Ort der Abstützung parallel zur Wirkrichtung der Kontaktkraftfeder liegen. Da mit Abnutzung der Kontakte diese geometrische Beziehung sich natürlich verändert, hat diese Angabe nur eine grob orientierende Aussage.
  • Zum weiteren Umfang der Erfindung, beziehungsweise zu vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung wird folgendes ausgeführt:
  • Die Führung der Abstützung ist als kreisbogenförmige Laufnute ausgebildet und die Führung besteht in einer in der Laufnute geführten Rolle. Wie auch im Stand der Technik kann die Kontaktkraftfeder einerends in der Schaltwelle befestigt sein (Aufhängung im Schaltwellensegment). Andernends greift sie an der Rolle an. Diese Laufnute hat den Verlauf des Kreisbogens.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Führung der Abstützung durch einen Führungsarm erfolgt, der drehfest angeordnet ist, und dessen Länge dem Radius des Kreisbogens entspricht. In der Schließstellung des Kontaktsystems liegt der Führungsarm etwa parallel zum Kontaktarm, wodurch sich etwa auch der Ort (Lage) des Drehfestpunkts des Führungsarm ergibt.
  • Der Drehfestpunkt des Führungsarms kann zwei Lagen haben. Eine Lage ist die, bei der der Drehfestpunkt fern dem kontakttragenden Ende des Kontaktarms liegt; die andere Lage ist die, bei der der Drehfestpunkt nah dem kontakttragenden Ende des Kontaktarms liegt.
  • Vorzugsweise ist die Kontaktkraftfeder eine Zugfeder. Die Angriffsstelle am Kontaktarm kann entweder als Achse in einer Bohrung oder als Achse in einer Hohlkehle ausgebildet sein.
  • Die Angriffsstelle am Kontaktarm ist an einem Kontaktarmschenkel ausgebildet, der rechtwinklig zur Längserstreckung des Kontaktarms absteht.
  • Die Anordnung der Kontaktkraftfeder soll derart sein, dass sie (bzw. die Achse der Feder) etwa senkrecht zur Längserstreckung des Kontaktarms liegt, und sie (bzw. die Achse der Feder) in dieser Lage den Kontaktarm bei etwa 1/3 der Länge des Kontaktarms kreuzt. Die Lage der Kontaktkraftfeder teilt also den Kontaktarm im Verhältnis 1:3
  • Es ist ein, in der Regel im Schaltergehäuse angeordneter Endanschlag am Ende der Öffnungsbewegung für den Kontaktarm vorhanden ist.
  • Vorteile, die mit der Erfindung erreicht werden können: Durch die Lagerung des festen Aufhängungspunkts der Kontaktkraftfeder als Achse in Bohrung und durch die Art der Anordnung der Kontaktkraftfeder, so dass der Kraftvektor nahezu parallel zur Lage/Ausrichtung der Kontaktkraftfeder verläuft, treten geringere Kräfte im Lager (in Bohrung) auf, gegenüber einer Anordnung, in der der Kraftvektor deutlich von der Lage/Ausrichtung der Kontaktkraftfeder abweicht.
  • Die Toleranzerhabenheit gegenüber mechanischen Abweichungen ist deutlich verbessert.
  • Im oberen Bereich des Kontaktarms ist ein Druckstück mit einer Treibachse beweglich angebunden. Das Druckstück ist oben in einer Aufhängung für die Kontaktkraftfeder mit dieser verbunden. Die Aufhängung ist drehbar mit dem Führungsarm verbunden. Die als Zugfeder ausgebildete Kontaktkraftfeder ist zwischen einem beweglichen Aufhängungspunkt und einem festen Aufhängungspunkt eingespannt, welch letzterer mit der Schaltwelle verbunden ist. bzw. in der Schaltwelle liegt.
  • Die Kontaktkraftfeder zieht mit ihrer resultierenden Kraft F den Kontaktarm auf den Festkontakt und erzeugt so die notwendige Kontaktkraft (für die Schließstellung) zwischen Festkontakt und Kontaktarm. Wird der Kontaktarm im Kurzschlussfall aufgeschleudert, verschwenkt das Druckstück die Wirkrichtung der Kontaktkraftfeder über den Kipp-Punkt, so dass ein aufhaltendes Drehmoment auf den Kontaktarm entsteht. Der Kontakt bleibt offen.
  • Das Druckstück ist mit schwenkbarem Treibarm auf der einen Seite und drehbar über den Führungsarm und auf der anderen Seite schwenkbar am Kontaktarm gelagert.
  • Dadurch entstehen im Vergleich zu anderen Lösungen kleinere Federkräfte und eine deutlich bessere Toleranzunempfindlichkeit.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen im Einzelnen
    • Fig. 1:
    die Stellung des Kontaktsystems bei geschlossenen Kontakten,
    Fig. 1A:
    eine alternative Ausbildung der Lagerung des Druckstücks,
    Fig. 2:
    die Stellung des Kontaktsystems bei offenen Kontakten und
    Fig. 3:
    eine alternative Ausgestaltung der Führung der Abstützung in einer Laufnute.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Kontaktsystem eines Leistungsschalters zur Stromflussunterbrechung bei Erfassung eines Überstroms oder einer Übertemperatur. Das Kontaktsystem ist mit einem nicht dargestellten Schaltschloss wirkverbunden. Es handelt sich um ein als Kniehebeltotpunkt-Schalter ausgebildetes Kontaktsystem, gezeigt bei geschlossenen Kontakten. Die Stromlaufbahn des Kontaktsystems ist nicht dargestellt. Die Stromlaufbahn wird durch den einfach unterbrechenden Kontaktarm (als Drehkontakt) geöffnet und geschlossen. Der Kontaktarm 10 ist um eine Kontaktdrehachse 12 zwischen seiner Schließ- und Offenstellung drehbeweglich. Ein Lagerstift oder Drehzapfen bildet die Rotationsachse 12 während der Öffnungsbewegung B1. Lagerstift und Schaltwelle 2 liegen parallel zueinander. Wie auch bei sonst üblichen Ausgestaltungen solcher Leistungsschalter schlägt der Kontaktarm 10 am Ende der Öffnungsbewegung gegen einen Anschlag 120 auf. Die Betätigung und das Auslösen des Schaltantriebs sind wie üblich ausgeführt, ist jedoch hier nicht dargestellt.
  • Die Drehachse des Kontaktarms ist in dem Schaltwellensegment angeordnet.
  • Der Kontaktarm 10 trägt eine Kontaktauflage 11 zur Kontaktierung des Festkontakts. Der Kontaktarm hat einen längeren Abschnitt 14 und einem etwa senkrecht abgewinkelten, auf der dem Festkontakt abgewandten Seite angeordneten Schaltstückschenkel 15. An dem Schaltstückschenkel greift um eine Achse 16 drehbar das Druckstück 30 an. Die Achse 16 kann in einer Bohrung liegen, oder in einer Hohlkehle 16' eingeklipst sein (siehe Fig. 1a)
  • Der Kontaktarm ist kipp-punkt-gelagert. Je nach Drehlage bezüglich des Kipp-Punkts der Lagerung verharrt der Kontaktarm vermittelt durch das Druckstück und unterstützt durch die Kraft der als Zugfeder ausgebildeten Kontaktkraftfeder 20 in der Offen- oder in der Geschlossen-Stellung. Die Zugfeder 20 ist mit ihrem ersten Ende an einem Federzapfen 22 in der Schaltwelle und mit ihrem zweiten Ende an dem Druckstück im Punkt 24 (Abstützung) fixiert.
  • Am Punkt 24 sind weiterhin der Führungsarm 40 und das Druckstück gelenkig verbunden. Der Führungsarm 40 ist um eine feste Drehachse 42 in der Schaltwelle gelagert. Führungsarm 40 und Druckstück haben etwa gleiche Länge. Die feste Drehachse 42 liegt etwa rechtwinklig zur Wirkungslinie der Zugfeder.
  • Wie schon erwähnt, kann der Drehfestpunkt des Führungsarms zwei Lagen haben. Eine Lage ist die, bei der der Drehfestpunkt (Bezugszeichen 42) fern dem kontakttragenden Ende (11) des Kontaktarms 10 liegt. Die andere mögliche Lage ist die, bei der der Drehfestpunkt 42' nah dem kontakttragenden Ende des Kontaktarms liegt, welches als gestrichelte Version in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Der Hebelmechanismus ist derart ausgebildet, dass in der EIN-Stellung der Kontakte das Druckstück 30 etwa in Wirkungslinie der Zugfeder 20 liegt. Der Federzapfen 22 (festes Lager der Zugfeder in der Schaltwelle) liegt etwa zwischen Drehpunkt 12 des Kontaktarms 10 und der Kontaktauflage 11, oder - wie hier in der Fig.1 auch etwas tiefer.
  • Die Lage der Angriffsstelle 16 des Druckstücks am Kontaktarm und seiner andernendigen Abstützung 24 ist derart, dass bei geschlossenem Kontakt der vom Druckstück 30 auf den Kontaktarm 10 ausgeübte Kraftvektor F mit kontaktschließender Wirkung am Kontaktarmdrehpunkt 12 vorbeiläuft. Bei einer Öffnungsbewegung B1 des Kontaktarms wird die Angriffsstelle 16 des Druckstücks 30 so verlagert, dass der Kraftvektor F über den Kontaktarmdrehpunkt 12 verschwenkt und eine kontaktöffnende Wirkung erzeugt wird. Der Kraftvektor F wandert von der einen Seite des Kipp-Punkts auf die andere Seite des Kipp-Punkts. Dabei ändert sich die Drehrichtung des Drehmoments, so dass der Kontaktarm in der Offen-Stellung am Anschlag 120 gehalten wird.
  • Bei geschlossenem Kontakt liegt das Druckstück etwa parallel zur Zugfeder ausgerichtet. Dabei entstehen in der als Lager ausgebildeten Abstützung 24 der beweglichen Federaufhängung kaum Querkräfte auf, wodurch insbesondere ein geringer Verschleiß der drehenden Teile erzielt wird. Die Konstruktion kann so ausgelegt werden, dass der Durchhub des Kontaktarms durch Abnutzung (Abbrand bei 10000 Schaltungen oder mehr) der Kontakte etwa 7° betragen kann und der Öffnungswinkel des Kontaktarms in einem Bereich von 38° bis 45° liegt.
  • In Fig. 3 ist die Führung der Abstützung 24" des Druckstücks 30 als kreisbogenförmige Laufnute 34 ausgebildet. Die Führung besteht in einer in der Laufnute geführten Rolle 32. Diese Laufnute hat den Verlauf des Kreisbogens mit dem Mittelpunkt 42".

Claims (12)

  1. Kontaktsystem für einen Niederspannungsschalter mit einem für jeden Pol in einem Schaltergehäuse (100) um eine feste Drehachse (12) und in einer Schaltwelle gelagerten Kontaktarm (10) mit elektrodynamisch veranlasster Öffnungskraft,
    wobei eine Kontaktkraftfeder (20) über ein Druckstück (30) auf eine Angriffsstelle (16) am Kontaktarm (10) wirkt,
    wobei das Druckstück (30) kontaktarmfern in einer Abstützung (24) gelagert ist,
    wobei die Lage von Angriffsstelle (16) und Abstützung (24) derart ist, dass bei geschlossenem Kontakt der vom Druckstück (30) auf den Kontaktarm (10) ausgeübte Kraftvektor (F) mit kontaktschließender Wirkung am Kontaktarmdrehpunkt (12) vorbeiläuft,
    und bei einer Öffnungsbewegung die Angriffsstelle (16) des Druckstücks (30) so verlagert wird, dass der Kraftvektor (F) über den Kontaktarmdrehpunkt (12) verschwenkt wird und eine kontaktöffnende Wirkung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftfeder (30) zwischen einer Befestigung (22) in der Schaltwelle und der Abstützung (24) liegt und die Abstützung (24) auf einem Kreisbogen längsverschieblich geführt ist.
  2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung der Abstützung (24") als kreisbogenförmige Laufnute (34) ausgebildet ist und die Führung in einer in der Laufnute (34) geführten Rolle (32) besteht.
  3. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung der Abstützung (24) durch einen Führungsarm (40) erfolgt, der drehfest (42) angeordnet ist, und dessen Länge dem Radius des Kreisbogens entspricht.
  4. Kontaktsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (40) einen Drehfestpunkt (42) hat, der fern dem kontakttragenden Ende (11) des Kontaktarms (10) liegt.
  5. Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (40) einen Drehfestpunkt (42') hat, der nah dem kontakttragenden Ende (11) des Kontaktarms (10) liegt.
  6. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftfeder eine Zugfeder (20) ist.
  7. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsstelle (16) am Kontaktarm (10) als Achse (16) in einer Bohrung ausgebildet ist.
  8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsstelle (16) am Kontaktarm (10) als Achse (16) in einer Hohlkehle (16') ausgebildet ist.
  9. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (22) der Kontaktkraftfeder (20) in dem Schaltwellensegment (2) angeordnet ist.
  10. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffstelle (16) am Kontaktarm (10) an einem Kontaktarmschenkel (15) ausgebildet ist, der rechtwinklig zur Längserstreckung des Kontaktarms absteht.
  11. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Kontaktkraftfeder (20) derart ist, dass sie etwa senkrecht zur Längserstreckung des Kontaktarms (10) liegt, und sie in dieser Lage den Kontaktarm (10) kreuzt bei etwa 1/3 der Länge des Kontaktarms (10).
  12. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endanschlag (120) am Ende der Öffnungsbewegung (B1) für den Kontaktarm (10) vorhanden ist.
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