WO2002043096A1 - Antriebsstrang für einen bewegbaren kontakt eines elektrischen schalters - Google Patents

Antriebsstrang für einen bewegbaren kontakt eines elektrischen schalters Download PDF

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WO2002043096A1
WO2002043096A1 PCT/DE2001/004421 DE0104421W WO0243096A1 WO 2002043096 A1 WO2002043096 A1 WO 2002043096A1 DE 0104421 W DE0104421 W DE 0104421W WO 0243096 A1 WO0243096 A1 WO 0243096A1
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coupling
coupling element
catch
drive train
stop
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PCT/DE2001/004421
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French (fr)
Inventor
Michael Bach
Joerg-Uwe Dahl
Ludvik Godesa
Ralph Hohenberger
Marc Liebetruth
Detlev Schmidt
Günter Seidler
Ingo Thiede
Sezai Tuerkmen
Artur Wajnberg
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Siemens Aktiengesellschaft
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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 can be used in the structural design of a drive train for the opening and closing process of a movable contact of a switch contact arrangement of an electrical switch, in which a coupling element is arranged between the movable contact and an associated drive element and at the end of the opening process can be moved against a stop, an impact protection device is assigned, which has a catch element and a stationary counterpart.
  • the catch element consists of a one-armed lever which is pivotally arranged on the coupling element and is under the force of a return spring. This means that the center of gravity of the catching element lies outside of its swiveling axis, so that when the coupling element hits the stop, the catching element can be pivoted into a catching position due to the inertial force acting on its center of gravity (US 4,468,533).
  • the elements of the drive rods can be accelerated non-uniformly during the opening process and the catch element, which has a working surface to form a temporary operative connection with the counterpart, can be pivoted from its rest position relative to the coupling element in this way before the coupling element strikes the stop, that it not the required operative connection with the counterpart. If there is no operative connection, the coupling element striking the stop can bounce back into its position corresponding to the closed position of the switch contact arrangement, so that the risk of an increased
  • the center of gravity of the inertial force acting on the catching element is lower than, for example, with large short-circuit currents.
  • the catch element is mounted on the coupling element in such a way that the pivot axis of the catch element is at a radial distance from the axis of rotation of the selector shaft.
  • the radial extent of the catch element corresponds approximately to that of the coupling element and therefore requires a correspondingly large amount of space and pivot space within the drive train.
  • the catch element has, in addition to the work surface, a stop surface assigned to the counterpart.
  • the work surface which is perpendicular to this stop surface, is - with precise positioning of the lever in its catch position tion - when bouncing the coupling element pushed against the counterpart, so that excessive bouncing of the coupling element is prevented. - For such a positioning, it is necessary that the spring force of the return spring is matched to the inertial force acting in the center of gravity of the catch element and dependent on the acceleration of the coupling element, that the stop surface of the catch element safely comes into contact with the stop due to the impact of the coupling element the counterpart. Such adjustment of the spring force is only possible for a limited range of inertial forces.
  • the angular acceleration and thus the angular velocity of the catching element when the stop surface hits the counterpart can be so great that the catching element bounces off the counterpart (secondary bouncing) and that Work surface can not enter into the necessary operative connection with the counterpart.
  • the preamble of claim 1 (US 4,468,533) is the object of the invention to design the impact protection device in such a way that the coupling element bounces back into a position corresponding to the closed position of the switch contact arrangement in the entire power range of the switch, ie. H. from normal operating currents to the largest short-circuit currents is reliably prevented.
  • this object is achieved in that the catch element is additionally assigned a retaining element, on which the catch element is guided during the opening process and thereby until a predetermined position is reached the coupling element is held in its rest position relative to the coupling element.
  • Such a catch element provided with a retaining element is guided so reliably during the opening process, regardless of the type and 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 occurs, for example, when the following OFF-ON-OFF switching operations, is reliably prevented.
  • a further development of the invention provides that the catch element is designed as a one-armed, hook-like lever and that the counterpart can be gripped behind by this lever.
  • the radial expansion of the catching element can be made so short that its structural and pivoting space is not limited by another, for example the drive element.
  • the radial extension of the catch element can be made shorter than the distance of the pivot axis of the catch element from the axis of rotation of the coupling element in the case of a coupling element designed as a lever fixedly arranged on a switching shaft.
  • the catching element can be attached to the coupling element in different positions.
  • Such an impact protection device can therefore advantageously be used in drive trains in which only a small installation space is available for the impact protection device. It can also be used in drive trains in which the coupling element executes a linear movement.
  • the catching element can also be designed such that its working surface is pushed against the counterpart similar to the known drive train (US 4,468,533) when bouncing.
  • the catch element is to be designed as a two-armed lever, in which the working surface is formed on 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 executes a linear movement.
  • the catch element can be freely pivoted by a pivoting angle of at least 45 ° until the temporary operative connection is formed and the working surface extends over an arc angle of at least 20 °.
  • the catch element is reliably stopped in its catch position by a cooperation of the spring force of the return spring, which increases when the catch element is pivoted, and the frictional force that acts when the coupling element bounces between the work surface and counterpart while the catch element is pivoting.
  • the rigid part is formed, which is held on the drive train, in particular on a coupling member articulated on the coupling element.
  • the rigid part can also be integrally formed, for example, on the coupling member.
  • the control of the movement of the catching element can be controlled by an arcuate curved guide Realize when the rigid part is penetrated by two coupling bolts, one coupling bolt coupling the coupling member to a contact lever support carrying the movable contact and the other coupling bolt coupling the coupling member to the coupling element.
  • FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of a catching element which is articulated on a coupling element in such a way that it can be pivoted counterclockwise into its catching position
  • FIG. 4 articulates the catching element according to FIGS. 1 to 3 in such a way that it is clockwise in its catching position is pivotable
  • FIGS. 5 and 10 show a second embodiment of the catching element with a retaining element assigned to it.
  • the new drive train for a movable contact 1 of a switching contact arrangement of an electrical switch consisting of this movable contact 1 and a fixed contact 2 assigned to it, has 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 on the contact carrier 4 so as to be pivotable about a first pivot bearing 6.
  • the contact carrier 4 is pivotable about a second pivot bearing 7.
  • the coupling element 3 is designed as a lever and is fixedly arranged on a drive element 8 designed as a selector shaft.
  • the coupling member 5 is connected to the contact carrier 4 by means of a first coupling bolt 33 and to the coupling element 3 by means of a second coupling bolt 34.
  • the coupling element 3 strikes a stop 12 at the end of the opening process with the selector shaft 8 in the switched-off position.
  • the coupling element 3 is assigned a bounce protection device which has a catching element 13, a retaining element (not shown in FIGS. 1 to 4) and a stationary counterpart 14 has.
  • the catch element is designed as a one-armed, hook-like lever and is pivotably attached to the coupling element 3 about a pivot axis 15 running parallel to the axis of rotation 11 of the control shaft 8.
  • the configuration of the catch element 13 as a one-armed lever ensures that its center of gravity 16 is at 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 supported under the force of a return spring 18 by means of a stop surface 19 on a bolt 20 passing through the coupling element when the coupling element is at rest (cf. FIG. 1).
  • the catch element 13 remains in its rest position during the uniformly accelerated opening process until the coupling element 3 strikes the stop 12 due to the inertial force acting on its center of gravity 16 caused by the accelerated movement.
  • the retaining element serves to hold the catch element securely in the rest position with respect to the coupling element even when the elements of the drive train accelerate irregularly during the opening process (cf. Figures 5 and 6). - The are in this rest position
  • This rest position is also characterized in that when the coupling element 3 strikes the stop 12 - i. when the coupling element suddenly stops - the inertia force that becomes effective is optimally converted into the pivoting movement of the catching element 13 about its pivot axis 15.
  • the inertia force on the catch element 13 acts in such a way that the catch element 13 moves out of its rest position by a pivoting angle ⁇ 1 against the spring force of the return spring 18, which increases when pivoting (cf. also FIG. 2 ) pivots into a catch position.
  • This swivel angle ⁇ l should not exceed 100 ° and in the present case is approximately 80 °.
  • the catching element 13 has a working surface 22 which extends over an arc angle ⁇ 1 of approximately 30 °.
  • this arc angle ⁇ 1 can also be selected to be smaller, but it should not be less than 20 ° and need not be more than 45 °.
  • the active connection occurs in that the catch element 13 is pulled against the counterpart 14 when the coupling element 3 bounces and thus blocks the further movement of the coupling element 3 in the direction of the closed position of the switching contact arrangement. Due to the relatively long working surface 22 and the braking force of the return spring 18, the operative connection is established between the catch element 13 and the counterpart 14 without this Catch element 13 in its pivoting direction 23 for striking on
  • the catch element 24 in its rest position can also be arranged on the coupling element 3 in such a way that when the coupling element 3 stops, it pivots outwards and thus clockwise, for which purpose the counterpart 25 must be arranged accordingly.
  • the center of gravity 26 is arranged in such a way that the inertial force which becomes effective when the coupling element 3 strikes the stop 12 - counter to the force of the return spring 30 - optimally into a pivoting movement of the catching element about its pivot axis 27 in Swivel direction 28, ie is implemented in the direction of its catch position.
  • the pivot angle ⁇ 2 of the catching element 24 is approximately 50 °.
  • the working surface 29 extends over an arc angle ⁇ 2 of approximately 30 °.
  • the retaining element additionally assigned to the catching element 31 is designed as a hairpin-like leg spring, the windings of which surround the first coupling bolt 33.
  • a first leg 35a of the retaining spring is supported on the second coupling pin 34.
  • the first leg 35b is supported on the coupling member 5.
  • an angled further section 39a closes; 39b of the second leg in such a way that the spring force of the leg spring at the time the coupling element 3 stops at the stop 12 conveys an additional torque in its pivoting direction to the catch element.
  • the end 40a; 40b of the second leg is shaped such that the catch hook can be freely pivoted in its pivoting direction and thereby forms a lateral guide surface for the leg spring. As a result, the leg spring is at the same time securely held below the pin and thus in its intended position.
  • the retaining element is designed as a rigid part 42 provided with a link guide 41, which is held on the coupling member 5 of the drive train.
  • the part 42 is penetrated by the second coupling bolt 34 in the region of a bore 43 and by the first coupling bolt 33 in the region of a slot-like recess 44.
  • the pin 38 arranged on the catch element is guided in the link guide 41.
  • the circular curved guide crosses at the beginning of the opening process Swivel path of the catch element in such a way that it is held relative to the coupling element and cannot deflect prematurely in an uncontrolled manner. Only at a given one
  • the retaining element Position of the coupling element, shortly before it strikes the stop, the retaining element has moved so far relative to the catch element that the link guide is brought into alignment with the swivel path of the catch element, so that the catch element can pivot into its catch position after striking.
  • the rigid part 42 has at the end of a cantilever 45, which forms the lower edge of the link guide, a sliding surface 46, via which the pin arranged on the catch element is reinserted into the link guide as soon as the catch element is returned to it under the force of the return spring 47 Rest position is pulled on the coupling element.
  • the movement of the catching element can also be controlled in the event of vibrations or impacts acting on the switch from the outside, thereby reliably preventing the coupling element from bouncing.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt (1) einer Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schalters, bei dem einem gegen einen Anschlag (12) bewegbaren Koppelelement (3), das zwischen dem bewegbaren Kontakt (1) und einem zugehörigen Antriebselement (8) angeordnet ist, eine aus einem Fangelement (13) und einem Gegenstück (14) bestehende Prellschutzeinrichtung zugeordnet ist. Das Fangelement (13), das beim Auftreffen des Koppelelementes (3) auf den Anschlag (12) aufgrund der in seinem Schwerpunkt (16) angreifenden Trägheitskraft in eine Fangposition schwenkbar ist, weist zur Bildung eines vorübergehenden Wirkverbindung mit dem Gegenstück (14) eine sich in Schwenkrichtung (23) erstreckende Arbeitsfläche (22) auf. Um ein Zurückprellen des Koppelelementes (3) bis in eine der geschlossenen Stellung der Schaltkontaktanordnung entsprechenden Position sicher zu verhindern, ist dem Fangelement (13) zusätzlich eine Rückhaltefeder (32) zugeordnet.

Description

Beschreibung
Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters
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 Antriebs- element angeordnet und am Ende des Öffnungsvorganges gegen einen Anschlag bewegbar ist, eine Prellschutzeinrichtung zugeordnet ist, die ein Fangelement und ein ortsfestes Gegen- stück 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 Schwenkach.se 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 eingeh . 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 Fang- position 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 Fangposi- tion - 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 der- artige 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 Fangele- ment 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 aufeinander- folgenden 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 An- schlag, durch die Feder in Richtung seiner Fangposition beschleunigt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des neuen Antriebsstranges zeichnet sich dadurch aus, dass das Rückhalte-Ele- ment 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 Koppel- bolzen 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 und 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 ange- ordnet. 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 Ein- schaltstellung 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 einar- miger, 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 radia- len 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 Ruhestel- lung. - 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 Kop elelementes 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 αl (vgl. auch Fig. 2) in eine Fangposition schwenkt. Dieser Schwenkwinkel αl sollte 100° nicht überschreiten und liegt im vorliegenden Fall bei etwa 80°. Das Fangelement 13 weist zur Bildung einer vorübergehenden Wirkverbindung mit dem Gegen- stück 14 eine Arbeitsfläche 22 auf, die sich über einen Bogenwinkel ßl von etwa 30° erstreckt. Dieser Bogenwinkel ßl kann bei entsprechend stärkerer Federkraft der Rückstellfeder 18 und/oder bei einem Schalter mit geringerem Leistungsbereich auch kleiner gewählt werden, er sollte aber nicht klei- ner 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 Schaltkon- taktanordnung 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 charakteris- tisch, 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 ß2 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 Bewe- gung des Fangelementes gesteuert und dadurch ein Prellen des Koppelelementes sicher verhindert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsstrang für den Öffnungs- und Schließvorgang eines bewegbaren Kontaktes (1) einer Schaltkontaktanord- nung 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 Prellschutzein- richtung, bei dem die Prellschutzeinrichtung ein an dem Koppelelement angeordnetes, aufgrund seiner Trägheitskraft entgegen der Kraft einer Rückstellfeder aus einer Ruhestellung gegenüber dem Koppelelement in eine Fangposition schwenkba- res Fangelement (13; 31) und ein ortsfestes Gegenstück (14) aufweist, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Fangelement (13; 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, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Fangelement (13; 31) als einarmiger, hakenartiger Hebel ausgebildet ist und dass das Gegenstück (14) von diesem Hebel hintergreifbar ist.
3. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Rückhalte-Element als Feder (32a; 32b) ausgebildet ist.
4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Fangelement (13; 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Rückhalte-Element als ein starres, mit einer
Kulissenführung (41) versehenes Teil (42) ausgebildet ist, das an dem Antriebssträng, insbesondere an einem an dem Koppelelement angelenkten Koppelglied (5), gehalten ist.
6. Antriebsstrang nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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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