WO2008107431A2 - Kontakthebelbewegungseinrichtung und elektrischer schalter sowie verfahren zur herstellung der kontakthebelbewegungseinrichtung - Google Patents

Kontakthebelbewegungseinrichtung und elektrischer schalter sowie verfahren zur herstellung der kontakthebelbewegungseinrichtung Download PDF

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WO2008107431A2
WO2008107431A2 PCT/EP2008/052588 EP2008052588W WO2008107431A2 WO 2008107431 A2 WO2008107431 A2 WO 2008107431A2 EP 2008052588 W EP2008052588 W EP 2008052588W WO 2008107431 A2 WO2008107431 A2 WO 2008107431A2
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contact
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Marc Liebetruth
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a contact lever movement means for moving at least one contact lever of a power ⁇ switch for the contact closure and to the realization of the contact opening when exceeding a certain contact-lifting force.
  • the invention further relates to a the erfindungsge ⁇ Permitted contact lever moving means comprising electrical switch as well as see each case a method for manufacturing the contact lever moving means and the electrical switch.
  • the document WO 2005/031779 Al discloses a drive train for a movable contact of an electrical switch, in which a switching torque is introduced into a switching shaft, which in turn transmits this switching torque via lever to a contact lever, whereby this contact lever is moved and a contact element attached to it presses on a counter-contact element of the switch and thus the flow of current realized.
  • the contact lever moves in such a way that it opens the switching contacts, wherein a latching mechanism is moved on the switching shaft via the levers, which leads to the latching of the contact lever in a certain angular opening position.
  • the document DE 100 54 383 Al shows a current-limiting low-voltage circuit breaker having a lever mechanism consisting of two levers between a switching shaft and the rotatable contact lever, wherein at the joint between the two levers is a locking device for latching in a certain contact opening -Position tion standing contact lever is used.
  • the document EP 03 984 61 A2 shows a circuit breaker with drive device and Verklinkungs adopted for a movable switching contact.
  • This circuit breaker has a two levers lever mechanism between the shift shaft and the rotatable contact lever, wherein one of the levers is variable in length and has a latching ⁇ means for length adjustment, so that by means of the length-adjustable lever of coupled to said lever contact lever in a certain angular position can be latched.
  • the invention is therefore based on the object, an easy to manufacture Kunststoffhebelterrorisms adopted and an e-lectric switch and the method for their preparation to make available with the switch overload a fast contact opening movement can be realized.
  • a contact lever movement means for moving at least one contact lever of a circuit breaker for the contact closure and to realize the contact opening when exceeding a certain contact-lifting force.
  • This Griffinhebelschiseinrich- device comprises at least one contact element having a rotatable contact lever and at least one depending ⁇ speed acting on the contact lever contact-lifting forces the fixation or release of the contact lever bewir ⁇ kende locking device.
  • the latching device and the contact lever are arranged and configured such that the of the latching device on the contact lever for the purpose of
  • Fixing or release of the contact lever force exerted un ⁇ indirectly by locking elements of the latching device, which are arranged annularly about the axis of rotation of the contact lever, to the contact lever is transferable. That is, there are no further transmission members for power transmission or torque transmission between the contact lever and the latching device.
  • the latching force transmitted by the latching device to the contact lever is transmitted to the contact lever by the direct engagement of the latching device or by its direct engagement.
  • the contact lever can be configured such that it has two lever arms ⁇ , which are each configured with a contact element for closing switch contacts.
  • the device according to the invention has the advantage of a simple construction, which can be realized in a small volume.
  • the latching device is arranged concentrically to the axis of rotation of the contact lever. This means that the latching device in Wesentli ⁇ surfaces is adjacent to the contact lever on its axis of rotation. With this embodiment, a compact designed contact lever movement device is realized. It is thus possible also to fix the latching device on the axis of rotation of the contact lever on the latter and thus to provide a prefabrication tigbare unit available, which is mountable in the housing when in Heidelbergerge ⁇ overall connected assembly in a simple manner.
  • the contact lever movement device comprises a switching shaft which transmits the torque acting on the contact lever to close the switching contacts, the axis of rotation of the rotatable contact lever being the axis of rotation of the switching shaft . That is, the contact lever is rotatably mounted on a rotatable shift shaft. In this case, the contact lever is rotatable relative to the shift shaft. In the longitudinal direction of the shift shaft, the contact lever is fixed on the shift shaft.
  • the latching device and the contact lever before installation into the switch housing on the circuit ⁇ wave can be preassembled, and which consists of the three Bautei ⁇ len assembly as a unit and then into the Switch housing is mounted.
  • it can be preassembled variably ⁇ abel, that is, according to a modular system, a certain number of identical parts according to the number of contacts and wavelengths can be pre-assembled on a respective switching shaft.
  • a contact lever moving means for moving at least one contact lever of a power switch for the contact closure and to the realization of the contact opening provided exceeds a certain 1:00abuß force available, which having at least one a con ⁇ clock element rotatable contact lever and at least one function of the Contact lever we ⁇ kenden contact-lifting forces the fixing or release of the contact lever causing locking device comprises.
  • Locking device and the contact lever are arranged on a ge ⁇ common shift shaft and configured such that the force exerted by the locking device on the contact lever for the purpose of fixing or releasing the contact lever force is directly transferable from the locking device to the contact lever.
  • the switching shaft, the latching device and the contact lever are set up in such a way that the torque is transmitted from the switching shaft via the latching device to the contact lever.
  • the applied by a switching mechanism force to initiate the contact closure in the switch is introduced into the switching shaft and converted by this, converted into a torque, transmitted via the locking device on the contact lever, so that it can cause the closure of the switch contacts.
  • the latching device advantageously comprises at least ei ⁇ nen Rastkonturring which is arranged on the axis of rotation of the contact lever displaceable and rotationally fixed and is acted upon by a constantly acting in the direction of contact lever force, so that the latching contour ring is constantly on the contact lever ⁇ .
  • the constant force acting on the locking contour force can be realized in a simple manner by a compression spring.
  • the locking contour ring is thus also mounted on the shift shaft next to the contact lever, wherein the locking contour ring presses by the force acting on him constantly on the contact lever be ⁇ tion, engages in this.
  • the latching contour ring has at least one mold element which cooperates with at least one complementarily designed mold element on the contact lever such that a positive torque transmission from the latch contour ring to the contact lever can be realized.
  • the complementarily shaped form elements on the locking contour ring and the contact lever engage each other for the purpose of torque transmission. A detachment of the mold elements apart is possible only against the force constantly acting on the latch contour ring in the direction of the contact lever.
  • the latch contour ring, the force acting constantly on the latch contour ring and the contact lever are madestal ⁇ tet, that a non-positive moment transfer from Rastkonturring on the contact lever can be realized. That is, in this embodiment, the torque is transmitted by friction from the detent contour ring to the contact lever. It may also be a mixed form between the two alternatives mentioned, which is designed such that pronounced shaped elements abut the locking contour ring and the contact lever due to a very large force acting on the Rastkonturring force up to a certain limit of the torque to be transmitted friction against each other and only come off each other when the torque limit is exceeded.
  • the switching shaft is formed as a profile shaft
  • the detent contour ring has on its inner circumference at least one profile element which cooperates with a complementarily shaped form element of the profiled shift shaft. This ensures that the detent contour ring is secured against rotation relative to the shift shaft and is positively entrained in rotational ⁇ movement of the shift shaft of this. By profiling the shift shaft in its longitudinal direction is also ensured that despite rotation of the locking contour ring this is displaceable in the longitudinal direction of the shift shaft.
  • a contact lever moving means for moving at least one contact lever of a power switch for the contact closure and to the realization of the contact opening provided exceeds a certain 1:00ablanderden force available, which having at least one a con ⁇ clock element rotatable contact lever and at least one function of the Contact lever we ⁇ kenden contact-lifting forces the fixing or release of the contact lever causing locking device comprises.
  • the at least one detent contour ring comprehensive latching device and the contact lever are arranged on a common, profiled ⁇ longitudinal shift shaft and configured such that the force exerted by the Rastkonturring on the contact lever for the purpose of fixing or releasing the contact lever force is directly transferable from the Rastkonturring on the contact lever, wherein the locking contour ring is secured against rotation relative to the switching shaft and positively due to an internal profiling upon rotation of the switching shaft of this is mit spiritbar.
  • the Kunststoffhebelbewe- supply device comprises at least one serving for supporting the shift shaft in a housing bearing shell on which a spring is supported for applying the force constantly acting on the Rastkonturring.
  • a position ⁇ tion of the switching shaft is used simultaneously as a counter-pressure element for the spring.
  • the spring force can be adjusted. It is not absolutely necessary that the spring is supported on a bearing of the control shaft, but instead, or instead, an extra support element for the spring may be arranged on the control shaft or in its immediate surrounding.
  • This coupling element may be, for example, a lever, to which a switching force applied by a switching mechanism is initiated to close or open the contacts.
  • a spring is arranged, which is supported on the coupling member and whose spring force is constantly acting on the locking contour ring, so that the locking contour ring is constantly pressed against the contact lever.
  • the molding element on the locking contour ring is advantageously a ramp-like ring segment, which engages in the locked state in a complementary configured recess in the contact lever, wherein the positive slope of the ramp in the direction of rotation of the contact lever in its rotational movement to the contact opening.
  • the ramp-like ring segment has the shape of a tilted plane that runs in a section of a spiral, such as a section of a thread.
  • the thickness of the detent contour ring from a certain point on the contact surface of the detent contour ring on the contact lever, which is also called bottom dead center, in the direction of rotation of the contact lever at contact opening in a certain angular range continues to increase, so that a shape a curved ramp on the contact surface of the Rastkonturringes.
  • Ring segment engages the contact lever, not set to these Bau ⁇ parts, but it may alternatively be provided that the ramp-like ring segment is arranged on the contact lever and the corresponding complementary configured Ausneh- tion is arranged on Rastkonturring.
  • the heel may also be a negative mold element which directly adjoins the ramp-like ring segment. This pronounced as negative form element paragraph is thus a recess in the Rastkonturring in which a positively shaped form element of the contact lever can engage after sliding over the ramp-like ring segment, whereby the contact lever is fixed in this angular position.
  • the distance between these two components increases in the rotational movement during relative rotation of the contact lever to Rastkonturring, during which the ramp-like ring segments slide on both components together. If both ramp-like ring segments are glided over each other so far that they no longer touch, a positively designed form element on the contact lever in the designed as a negative Formele ⁇ ment provided on Rastkonturring paragraph area, which is due to the force acting on the Rastkonturring towards Kotakthebel spring force the distance between the locking ring and the contact ring ⁇ contour decreases again.
  • the two ramp-like ring segments form a top dead center, which is located at the edge between the two ramp-like ring segments.
  • the contact lever are complementarily configured negative mold elements in the form of the two ramp-like ring segments. Due to the configuration of the locking contour ring and the contact lever with the two ramp-like ring segments is achieved that during a rotational movement of the contact lever relative to the locking contour ring to a position in which the contact point of the contact lever at the top dead center
  • Rastkonturringes is located and consequently the Rastkonturring total the greatest possible distance to the contact lever on ⁇ has, in which the spring force is greatest, at a wide ⁇ ren rotation of the contact lever relative to Rastkonturring due to acting on the Rastkonturring spring force, the rotational movement of the contact lever relative to Rastkonturring independently is effected by the contact-lifting force, since the successive sliding ramps of the ramp-like ring segments cause a torque on the contact lever in the direction of the contact opening movement.
  • clock-for example after withdrawal of the contact lever of the counter-compliant and rotation of the contact lever is realized over the upper dead point by the spring force, that the con tact ⁇ lever travels a further rotational path.
  • this embodiment is appropriate.
  • the contact lever movement device comprises a blocking element on which the contact lever strikes after Drehbe ⁇ movement to the opening of the contacts.
  • This blocking is advantageously arranged outside the locking contour ring or the shift shaft in the housing of the switch on ⁇ element.
  • the switching shaft may be designed as a thermoset molded part, in which case the bearing shell and / or the coupling member may be at least partially formed integrally with the switching shaft.
  • the shift shaft may alternatively be a steel shaft having an insulating separation to the contact lever.
  • the switching shaft can also be a thermoset extrusion profile and the bearing shell, the coupling member and the locking contour ring can be designed as Duroplastformmaschine or sintered parts.
  • the contact lever can be designed as a hot pressing ⁇ part.
  • Can belmos also comprise a force acting to close the switch contacts on the contact lever moment ⁇ transmitting operating shaft, but with the axis of rotation of the rotating moving contact lever and a From ⁇ stand parallel to the rotational axis of the switching shaft is arranged comprising.
  • the force ⁇ or moment transfer from the shift shaft to the contact lever can be done via gears or segments, a tab, coupling or similar gear.
  • This embodiment has the advantage of manufacturing with conventional components and easier maintenance.
  • an electrical switch with a housing and a contact lever movement device mounted in the housing with the mentioned features is made available.
  • the electrical switch has the advantage that it can be built up variably for single or multi-pole switches from the same individual parts.
  • the electrical switch has a latching mechanism which rotates the switching shaft out of the contact lever in the direction of rotation of the contact lever which opens the contacts during or after disengagement of the latching device.
  • the switch is so rich tet tet that he fixed the switching shaft and thus the locking contour ring in a Winkelposi ⁇ tion in the state of the closed switch contacts, in which the initial areas of the ramp-like ring segments have a distance from each other, so that the force acting on the Rastkonturring spring force causes a moment on the contact lever in the direction of the closure of the contacts.
  • the respective dead centers of the ramp-like ring segments in the catch contour ring and in the contact lever do not abut one another, but are at least slightly rotated relative to one another.
  • a method for producing the contact lever movement device comprises the following steps: Attaching a contact lever to a selector shaft and Fi ⁇ x ist the contact lever at a certain position, wherein the contact lever is rotatably fixed on the shift shaft and in the longitudinal direction of the shift shaft,
  • a method for producing the electrical switch in which a contact lever movement device produced according to the method for producing the contact lever movement device is inserted into at least one housing part of the electrical switch. It can be seen that the pre-assembly of the complete contact lever movement device on the switching shaft facilitates the final assembly of the contact lever movement device or of its individual elements in the switch, whereby manufacturing times and costs can be saved.
  • FIG. 3 is a partial view of a contact lever with marnit ⁇ tener switching shaft
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a contact lever movement device in contact opening position
  • the embodiment of the Kunststoffhebelschis- device is shown, in which the axis of rotation of the Mixhe ⁇ lever 12 is also the axis of rotation of the switching shaft 22.
  • a plurality contact lever 10 This contact lever 10 may be unipolar leads ⁇ out, that is, that only one lever arm, each with a contact element 11 arranged at each of the contact lever 10 is.
  • a Kon ⁇ clock lever 10 has two lever arms, so that the contact lever 10, two contact elements 11 are mounted.
  • the switching shaft 20 is received by two La ⁇ gerschalen 40, which form part of the control shaft bearing.
  • the bearing shells 40 are received in housing bearing points.
  • Spiral compression springs 60 are supported on the bearing shells 40, which abut at their opposite ends on a respective detent contour ring 30.
  • Lock contour ring 30 in turn is located on the contact lever 10. On the contact lever 10 is located in the illustrated embodiment at each of its two end faces a locking contour ring 30 at. Furthermore, two coupling members 50 are arranged on the switching shaft 20, which are used to initiate the switching torque in the
  • Switching shaft 20 serve.
  • a coil pressure spring 60 which presses against a locking contour ring 30.
  • the illustrated locking contour rings 30 have a first ramp-like ring segment 31 and a second ramp-like ring segment 32. It can be seen that the contact lever movement device according to the invention forms a self-contained structural unit which can be mounted and transported in the illustrated form.
  • the switching shaft 20 is profiled, so that the e- b Patent internally profiled executed Rastkonturringe 30 along the shift shaft are displaceable.
  • the Kunststoffhe ⁇ bel 10 is fixedly arranged with respect to its position in the longitudinal extension direction of the switching shaft 20, but in this position about the longitudinal axis of the switching shaft 20 around rotatable.
  • the coupling members 50 are fixedly connected to the switching shaft 20.
  • the bearing shells 40 are fixedly arranged on the switching shaft 20 with respect to their position in the longitudinal direction of the shift shaft 20.
  • the contact lever movement device is able to realize very short reaction times in the event of a short circuit.
  • a locking contour ring 30 is shown, are arranged in the profile elements for engaging in profile elements of the shift shaft 20.
  • the displaceability of the locking ⁇ contour ring 30 and its rotational position fixation on the shift shaft 20 is realized.
  • FIG 3 shows the central portion of the contact lever 10, which is arranged on a switching shaft 20 shown in section is ⁇ . It can be seen that the contact lever 10 can rotate on the switching shaft 20.
  • a contact lever 10 is shown, on both sides Rastkonturringe 30, each of which is acted upon by the force of a spring 60, abut.
  • the contact lever 10 at a first ramp-like ⁇ ring segment 31 and a second ramp-like Ringseg ⁇ ment 32nd Figure 4 shows the contact lever 10 in Kon ⁇ clock closing position. It can be seen that the form elements which form the ramp-like ring segments 31 do not completely engage one another. This ensures that, as shown in Figure 4, the force acting on the Rastkonturringe 30 forces of the springs 60 via the inclined ramps of the ramp-like ring segments 31 generate torque on the Kon ⁇ clock lever 10 in the direction of contact closure. DA by ensures that the contact lever 10 constantly lies with its contact element 11 on the mating contact of the switch on ⁇ . The contact lever movement device is thus biased in this situation shown in Figure 4.
  • FIG. 6 shows the angular position of the contact lever 10, which corresponds to a further opening rotation of the contact lever 10 from the position as shown in FIG.
  • the contact lever 10 has already covered a certain opening path , wherein in this position shown in FIG. 8 only the top dead centers between the first ramp-like ring segment 31 are shown in FIG and paragraph 33.
  • a blocking member 70 is additionally as Darge ⁇ represents in Figure 9, provided, on which the contact lever 10 comes in maximum opening position to the plant in order to limit a rotational movement of the contact lever 10 to a definable th angle.
  • This blocking member 70 may be disposed in each of the execution ⁇ variants of the latching contour rings on the switch. That is, regardless of the number, the slope value or sign of the slope of the ramp-like ring segments can always be provided in the switch 70, which limits the rotational travel of the contact lever to a certain angle of rotation in the switch. Thus, it is ensured regardless of the Substituted ⁇ staltung of the locking device that the angle of rotation of the contact lever 10 is limited to a certain maximum value.
  • the position of the blocking element 70 is adjustable.
  • a contact lever 10 is shown with two ⁇ abut him the detent contour rings 30, wherein the detent contour rings 30 and the contact lever 10 have each two ramped ring segments 31 and 32a, wherein the rise of the ERS th ramp-like ring segment is defined 31 as positive, and is greater than the rise of the second ramp-like ring segment 32, whose rise is also defined as positive ⁇ defi ned.
  • the oblique ramps on the contact lever 10 and the Rastkonturringen 30 on rotation of the contact lever 10 rela ⁇ tive to the Rastkonturringen 30 when engaging the first ramp-like ring segment 31 a strong restoring moment in Direction contact closure position and upon engagement of the second ramp-like ring segment 32a due to the lesser pitch an attenuated restoring moment.
  • an even greater spring force acts on the catch contour ring 30, as a result of which the restoring moment increases again.
  • the dimensioning of the restoring moment can thus be designed via the choice of gradients on the ramp-like ring segments 31, 32 and the spring rate.
  • the invention is not limited to the arrangements shown in the illustrations of the ramp-like ring segments 31, 32 on the contact lever 10 and the locking contour rings 30.
  • the invention may also be embodied such that the negatively formed latching elements are located on the catch contour ring 30 and the positively formed latching elements on the contact lever 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungsschalters für die Kontaktschliessung und zur Realisation der Kontaktöffnung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft, mit mindestens einem ein Kontaktelement aufweisenden drehbeweglichen Kontakthebel und mindestens einer in Abhängigkeit von auf den Kontakthebel wirkenden kontaktabhebenden Kräften die Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels bewirkenden Rasteinrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Kontakthebelbewegungseinrichtung. Es ist vorgesehen, dass die Rasteinrichtung und der Kontakthebel (10) derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass die von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel (10) zum Zweck der Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels (10) ausgeübte Kraft unmittelbar von Rastelementen der Rasteinrichtung, die ringförmig um die Drehachse (12) des Kontakthebels (10) angeordnet sind, auf den Kontakthebel (10) Übertragbar ist.

Description

Beschreibung
Kontakthebelbewegungseinrichtung und elektrischer Schalter sowie Verfahren zur Herstellung der Kontakthebelbewegungsein- richtung
Die Erfindung betrifft eine Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungs¬ schalters für die Kontaktschließung und zur Realisation der Kontaktöffnung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft .
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen die erfindungsge¬ mäße Kontakthebelbewegungseinrichtung aufweisenden elektri- sehen Schalter sowie jeweils ein Verfahren zur Herstellung der Kontakthebelbewegungseinrichtung und des elektrischen Schalters .
Es besteht im Bereich der Leistungsschalter und insbesondere bei den Kompaktleistungsschaltern die Forderung nach strombegrenzenden Einrichtungen im Schalter, die bewirken, dass bei zu hohen durch die Kontakte fließenden Strömen wie zum Beispiel im Falle eines Kurzschlusses die Kontakte geöffnet wer¬ den. Dabei muss die Kontaktöffnung unmittelbar mit dem Strom- anstieg erfolgen, da bei verspäteter Öffnung der Kontakte die Gefahr des Abbrennens der Schaltkontakte aufgrund von Licht¬ bogenbildung besteht. Die diese schnelle Reaktion aufweisenden Leistungsschalter sollen dabei günstig zu fertigen sein und geringe Außenabmaße aufweisen.
Das Dokument WO 2005/031779 Al offenbart einen Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters, bei dem ein Schaltmoment in eine Schaltwelle eingeleitet wird, die wiederum dieses Schaltmoment über Hebel auf einen Kontakthebel überträgt, wodurch dieser Kontakthebel bewegt wird und ein an ihm befestigtes Kontaktelement auf ein Gegen- Kontaktelement des Schalters drückt und somit den Stromfluss realisiert. Bei einer Überlast im Schalter bewegt sich der Kontakthebel derart, dass er die Schaltkontakte öffnet, wobei über die Hebel ein Rastmechanismus auf der Schaltwelle bewegt wird, der zur Rastung des Kontakthebels in einer bestimmten Öffnungs-Winkelposition führt.
Das Dokument DE 100 54 383 Al zeigt einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter, der ein aus zwei Hebeln bestehendes Hebelgetriebe zwischen einer Schaltwelle und dem drehbeweglichen Kontakthebel aufweist, wobei sich am Gelenk zwischen den beiden Hebeln eine Rasteinrichtung befindet, die zur Einrastung des in einer bestimmten Kontaktöffnungs-Posi- tion stehenden Kontakthebels dient.
Das Dokument EP 03 984 61 A2 zeigt einen Leistungsschalter mit Antriebsvorrichtung und Verklinkungseinrichtung für einen beweglichen Schaltkontakt. Dieser Leistungsschalter weist ein aus zwei Hebeln bestehendes Hebelgetriebe zwischen der Schaltwelle und dem drehbeweglichen Kontakthebel auf, wobei einer der Hebel in seiner Länge variabel ist und eine Rast¬ einrichtung für eine Längeneinstellung aufweist, so dass mittels des längeneinstellbaren Hebels der an diesen Hebel gekoppelte Kontakthebel in einer bestimmten Winkelposition einrastbar ist.
Bei den genannten Ausführungsformen ist nachteilig, dass eine Vielzahl von Bauteilen auf unterschiedlichen Achsen angeordnet ist. Diese Ausgestaltung der Leistungsschalter erschwert die Montage der Einzelteile im Schaltergehäuse und wirkt sich ebenfalls nachteilig auf die Öffnungsgeschwindigkeit des Kon¬ takthebels in einer Überlastsituation aufgrund relativ großer Trägheitskräfte beziehungsweise Trägheitsmomente der Gesamt¬ heit der zu bewegenden Teile aus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu fertigende Kontakthebelbewegungseinrichtung und einen e- lektrischen Schalter sowie das Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, mit der bei Schalter-Überlast eine schnelle Kontakt-Öffnungsbewegung realisierbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1, 22, 25 und 26 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben .
Es wird eine Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungsschalters für die Kontaktschließung und zur Realisation der Kontaktöffnung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft zur Verfügung gestellt. Diese Kontakthebelbewegungseinrich- tung umfasst mindestens einen ein Kontaktelement aufweisenden drehbeweglichen Kontakthebel und mindestens eine in Abhängig¬ keit von auf den Kontakthebel wirkenden kontaktabhebenden Kräften die Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels bewir¬ kende Rasteinrichtung. Die Rasteinrichtung und der Kontakthebel sind dabei derart angeordnet und ausgestaltet, dass die von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel zum Zweck der
Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels ausgeübte Kraft un¬ mittelbar von Rastelementen der Rasteinrichtung, die ringförmig um die Drehachse des Kontakthebels angeordnet sind, auf den Kontakthebel übertragbar ist. Das heißt, es gibt keine weiteren Übertragungsglieder zur Kraftübertragung beziehungsweise Momentenübertragung zwischen dem Kontakthebel und der Rasteinrichtung. Die von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel übertragene Rastkraft wird durch die direkte Anlage der Rasteinrichtung beziehungsweise durch deren direkten Eingriff am Kontakthebel auf diesen übertragen. Der Kontakthebel kann dabei derart ausgestaltet sein, dass er zwei Hebelarme auf¬ weist, die mit jeweils einem Kontaktelement zur Schließung von Schalterkontakten ausgestaltet sind.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die in einer
Überlast-Situation innerhalb kürzester Zeit zur Kontakt-Öffnung zu bewegenden Teile des Leistungsschalters eine geringe Anzahl haben und ein geringes Gewicht aufweisen können. Damit wirken beim Schalter-Öffnungsprozess nur sehr geringe Träg¬ heitskräfte beziehungsweise Trägheitsmomente entgegen der Öffnungsbewegung. Dadurch kann die Kontakt-Öffnung sehr schnell erfolgen und ein Abbrand der Kontakte aufgrund von
Lichtbogenbildung wird verhindert. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil einer einfachen Bauweise auf, die in einem geringen Volumen realisiert werden kann .
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Rasteinrichtung konzentrisch zur Drehachse des Kontakthebels angeordnet ist. Das bedeutet, dass sich die Rasteinrichtung im Wesentli¬ chen neben dem Kontakthebel auf dessen Drehachse befindet. Mit dieser Ausführungsform wird eine kompakt gestaltete Kon- takthebelbewegungseinrichtung realisiert. Ebenfalls ist es dadurch möglich, die Rasteinrichtung auf der Drehachse des Kontakthebels an diesem zu befestigen und somit eine vorfer- tigbare Einheit zur Verfügung zu stellen, die als sich in ge- schlossene Baugruppe in einfacher Weise in das Schalterge¬ häuse montierbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung eine das zur Schließung der Schaltkontakte auf den Kontakthebel wirkende Moment übertragende Schaltwelle umfasst, wobei die Drehachse des drehbeweglichen Kontakthebels die Drehachse der Schalt¬ welle ist. Das heißt, dass der Kontakthebel drehbeweglich auf einer drehbaren Schaltwelle angeordnet ist. Dabei ist der Kontakthebel relativ zur Schaltwelle drehbar. In Längser- streckungsrichtung der Schaltwelle ist der Kontakthebel auf der Schaltwelle fixiert. Damit wird ebenfalls eine leichtere Montage der Kontakthebelbewegungseinrichtung im Leistungsschalter ermöglicht, da die Rasteinrichtung und der Kontakt- hebel vor dem Einbau in das Schaltergehäuse auf der Schalt¬ welle vormontiert werden können, und die aus den drei Bautei¬ len bestehende Baugruppe als Einheit anschließend in das Schaltergehäuse montierbar ist. Außerdem lässt sie sich vari¬ abel vormontieren, das heißt, dass nach einem Baukastensystem eine bestimmte Anzahl gleicher Teile entsprechend der Anzahl von Kontakten und Wellenlängen auf jeweils einer Schaltwelle vormontiert werden können.
Es wird somit eine Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungsschalters für die Kontaktschließung und zur Realisation der Kontaktöff- nung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft zur Verfügung gestellt, die mindestens einen ein Kon¬ taktelement aufweisenden drehbeweglichen Kontakthebel und mindestens eine in Abhängigkeit von auf den Kontakthebel wir¬ kenden kontaktabhebenden Kräften die Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels bewirkende Rasteinrichtung umfasst. Die
Rasteinrichtung und der Kontakthebel sind dabei auf einer ge¬ meinsamen Schaltwelle angeordnet und derart ausgestaltet, dass die von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel zum Zweck der Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels ausgeübte Kraft unmittelbar von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel übertragbar ist.
In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schaltwelle, die Rasteinrichtung und der Kontakthebel derart einge- richtet sind, dass die Momentübertragung von der Schaltwelle über die Rasteinrichtung auf den Kontakthebel erfolgt. Die von einem Schaltschloss aufgebrachte Kraft zur Initiierung der Kontaktschließung im Schalter wird in die Schaltwelle eingeleitet und von dieser, in ein Drehmoment umgewandelt, über die Rasteinrichtung auf den Kontakthebel übertragen, so dass dieser die Schließung der Schalterkontakte bewirken kann. Ein derart ausgestalteter Leistungsschalter weist demnach nur eine einzige Welle auf, die gleichzeitig die Funk¬ tion der Schaltwelle als auch die Funktion der Lagerwelle für den Kontakthebel übernimmt. Es ist somit keine extra Schalt¬ welle außerhalb der Kontakthebellagerung erforderlich. Die Rasteinrichtung umfasst vorteilhafterweise mindestens ei¬ nen Rastkonturring, der auf der Drehachse des Kontakthebels verschiebbar und rotationsfest angeordnet ist und mit einer in Richtung Kontakthebel ständig wirkenden Kraft beaufschlagt ist, so dass der Rastkonturring ständig am Kontakthebel an¬ liegt. Die ständig auf den Rastkonturring wirkende Kraft kann in einfacher Weise durch eine Druckfeder realisiert werden. Bei einer Ausführungsform mit Schaltwelle befindet sich der Rastkonturring somit ebenfalls auf der Schaltwelle gelagert neben dem Kontakthebel, wobei der Rastkonturring durch die auf ihn ständig wirkende Kraft an den Kontakthebel drückt be¬ ziehungsweise in diesem eingreift.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rast- konturring mindestens ein Formelement aufweist, welches mit mindestens einem komplementär ausgestalteten Formelement am Kontakthebel derart zusammenwirkt, dass eine formschlüssige Momentübertragung vom Rastkonturring auf den Kontakthebel realisierbar ist. Die komplementär ausgestalteten Formelemente am Rastkonturring und am Kontakthebel greifen zum Zweck der Momentenübertragung ineinander. Ein Herauslösen der Formelemente auseinander ist nur entgegen der ständig auf den Rastkonturring in Richtung Kontakthebel wirkenden Kraft möglich.
In einer alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass der Rastkonturring, die ständig auf den Rastkonturring wirkende Kraft und der Kontakthebel derart ausgestal¬ tet sind, dass eine kraftschlüssige Momentübertragung vom Rastkonturring auf den Kontakthebel realisierbar ist. Das heißt, dass in dieser Ausführungsform das Drehmoment mittels Reibung vom Rastkonturring auf den Kontakthebel übertragen wird. Es kann auch eine Mischform zwischen den beiden genannten Alternativen ausgeführt sein, die derart ausgestaltet ist, dass ausgeprägte Formelemente am Rastkonturring und am Kontakthebel aufgrund einer sehr großen auf den Rastkonturring wirkenden Kraft bis zu einem gewissen Grenzwert des zu übertragenden Drehmomentes reibschlüssig aneinander anliegen und sich erst bei Überschreitung des Drehmoment-Grenzwertes voneinander lösen.
Es kann des Weiteren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Schaltwelle als Profilwelle ausgebildet ist, und dass der Rastkonturring an seinem Innenumfang mindestens ein Profilelement aufweist, das mit einem komplementär ausgestalteten Formelement der profilierten Schaltwelle zusammenwirkt. Damit ist gewährleistet, dass der Rastkonturring relativ zur Schaltwelle verdrehgesichert ist und formschlüssig bei Dreh¬ bewegung der Schaltwelle von dieser mitgenommen wird. Durch die Profilierung der Schaltwelle in deren Längsrichtung ist außerdem gewährleistet, dass trotz Verdrehsicherung des Rastkonturringes dieser in Längsrichtung der Schaltwelle ver- schiebbar ist.
Es wird somit eine Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungsschalters für die Kontaktschließung und zur Realisation der Kontaktöff- nung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft zur Verfügung gestellt, die mindestens einen ein Kon¬ taktelement aufweisenden drehbeweglichen Kontakthebel und mindestens eine in Abhängigkeit von auf den Kontakthebel wir¬ kenden kontaktabhebenden Kräften die Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels bewirkende Rasteinrichtung umfasst. Die mindestens einen Rastkonturring umfassende Rasteinrichtung und der Kontakthebel sind dabei auf einer gemeinsamen, längs¬ profilierten Schaltwelle angeordnet und derart ausgestaltet, dass die vom Rastkonturring auf den Kontakthebel zum Zweck der Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels ausgeübte Kraft unmittelbar vom Rastkonturring auf den Kontakthebel übertragbar ist, wobei der Rastkonturring relativ zur Schaltwelle verdrehgesichert ist und aufgrund einer Innenprofilierung formschlüssig bei Drehbewegung der Schaltwelle von dieser mitnehmbar ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Kontakthebelbewe- gungseinrichtung mindestens eine zur Lagerung der Schaltwelle in einem Gehäuse dienende Lagerschale umfasst, an der sich eine Feder zur Aufbringung der ständig auf den Rastkonturring wirkenden Kraft abstützt. Das heißt, dass zur Verringerung der Anzahl der Schalterteile vorgesehen ist, dass eine Lage¬ rung der Schaltwelle gleichzeitig als Gegendruckelement für die Feder verwendet wird. Durch die Dimensionierung des Ab¬ standes zwischen dem Lager, auf dem sich die Feder abstützt, und dem Rastkonturring lässt sich die Federkraft einstellen. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass sich die Feder an einer Lagerung der Schaltwelle abstützt, sondern es kann stattdessen oder außerdem ein extra Abstützelement für die Feder auf der Schaltwelle oder in deren unmittelbarer Umge- bung angeordnet sein.
Zur Realisierung der Einleitung des Drehmomentes in die Schaltwelle kann des Weiteren vorgesehen sein, dass auf der Schaltwelle mindestens ein Koppelglied fest angeordnet ist. Dieses Koppelglied kann zum Beispiel ein Hebel sein, auf den eine von einem Schaltschloss aufgebrachte Schaltkraft zur Schließung beziehungsweise Öffnung der Kontakte eingeleitet wird.
In günstiger Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen dem Koppelglied und einem Rastkonturring eine Feder angeordnet ist, die sich am Koppelglied abstützt und deren Federkraft ständig auf den Rastkonturring wirkt, so dass der Rastkonturring ständig an den Kontakthebel gedrückt wird. Es kann somit zweckmäßigerweise ein zweiter Rastkonturring an den Kontakthebel angedrückt werden, wobei die ständig auf diesen Rast¬ konturring wirkende Kraft durch eine Feder erzeugt wird, die sich nicht an einer Lagerung der Schaltwelle abstützt, sondern an einem Koppelglied zur Einleitung des Drehmomentes in die Schaltwelle. Das Formelement am Rastkonturring ist vorteilhafterweise ein rampenartiges Ringsegment, welches im eingerasteten Zustand in eine komplementär ausgestaltete Ausnehmung im Kontakthebel eingreift, wobei der positive Anstieg der Rampe im Drehsinn des Kontakthebels in seiner Drehbewegung zur Kontaktöffnung verläuft. Das rampenartige Ringsegment hat die Form einer ge¬ neigten Ebene, die in einem Abschnitt einer Spirale verläuft, wie zum Beispiel ein Abschnitt aus einem Gewindegang. Durch diese geometrische Ausgestaltung und durch Federkraftbeauf- schlagung wirkt eine Rückstellkraft auf den Kontakthebel, die nach anfänglicher Ausrastung des Kontakthebels wieder die Kontaktschließung, also die Bewegung des Kontakthebels in Richtung Gegen-Kontaktelement des Schalters bewirkt. Der An¬ stieg der Rampe am Rastkonturring verläuft dabei im Wesentli- chen in der Drehrichtung, die der Drehrichtung des Kontakthebels bei seiner Drehbewegung zur Öffnung der Schaltkontakte entspricht. Das heißt, dass die Dicke des Rastkonturringes von einem bestimmten Punkt an der Anlagefläche des Rastkonturringes am Kontakthebel, der auch unterer Totpunkt genannt wird, in Richtung der Drehbewegung des Kontakthebels bei Kontakt-Öffnung in einem bestimmten Winkelbereich immer weiter zunimmt, so dass sich eine Form einer gebogenen Rampe an der Anlagefläche des Rastkonturringes herausstellt. Dabei ist die Anordnung des rampenartigen Ringsegments am Rastkonturring und die Anordnung der Ausnehmung, in die das rampenartige
Ringsegment am Kontakthebel eingreift, nicht auf diese Bau¬ teile festgelegt, sondern es kann alternativ vorgesehen sein, dass das rampenartige Ringsegment am Kontakthebel angeordnet ist und die entsprechend komplementär ausgestaltete Ausneh- mung am Rastkonturring angeordnet ist.
Die ständig auf den Rastkonturring wirkende Kraft, die zum Beispiel durch eine Druckfeder aufgebracht wird, drückt im eingerasteten Zustand das rampenartige Ringsegment in die entsprechende Ausnehmung. In einer Überlastsituation, zum
Beispiel bei einem Kurzschluss, wirken kontaktabhebende Kräf¬ te im Schaltkontakt und auf den Kontakthebel, die eine Dreh- bewegung des Kontakthebels um seine Drehachse bewirken. Bei entsprechend großen kontaktabhebenden Kräften ist das auf den Kontakthebel wirkende Drehmoment derart groß, dass der Kon¬ takthebel relativ zum Rastkonturring verdreht wird, wobei sich die komplementär ausgestaltete Ausnehmung relativ zum rampenartigen Ringsegment verdreht, wobei durch den Anstieg des rampenartigen Ringsegmentes eine Abstandsvergrößerung des Rastkonturringes relativ zum Kontakthebel erfolgt. Durch die¬ se Abstandsvergrößerung zwischen Rastkonturring und Kon- takthebel wird der Abstand zwischen dem Element, an dem sich die Feder abstützt, wie zum Beispiel der Lagerschale oder auch dem Koppelglied oder einem extra vorgesehenen Abstützelement, verringert, so dass sich die durch die Feder aufge¬ brachte Kraft auf den Rastkonturring vergrößert. Das heißt, je weiter sich der Kontakthebel relativ zum Rastkonturring verdreht, umso weiter entfernt sich der Rastkonturring vom Kontakthebel und umso größer ist die vom Rastkonturring auf den Kontakthebel drückende Kraft.
In dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich an das rampenartige Ringsegment in Drehrichtung des Kontakthe¬ bels bei Kontaktöffnung ein Absatz anschließt, der eine Fixierung des Kontakthebels in einer bestimmten Winkelposition bewirkt. Das heißt, dass nach Drehbewegung des Kontakthebels bis in eine Winkelposition, in der sich die rampenartigen
Ringsegmente von Rastkonturring und Kontakthebel nicht mehr überdecken, der Kontakthebel in dieser Position fixiert wird und somit ein Weiterdrehen des Kontakthebels oder auch ein Zurückdrehen des Kontakthebels in Kontaktschließungsposition aufgrund von Reibung verhindert wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass unabhängig von der Größe der kontaktab¬ hebenden Kräfte und damit unabhängig von der zum Beispiel im Kurzschlussfall auf den Kontakthebel wirkenden Größe des Im¬ pulses der Kontakthebel in einer definierten Winkelposition nach Öffnung festgehalten wird. In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Absatz ein massiver Bereich ist, der sich direkt an das rampenartige Ringsegment anschließt und keine Steigung aufweist. Das heißt, dass dieser sich an das rampenartige Ringsegment anschließende Absatzbereich im Wesentlichen einem Hohlzylin- dersegment entspricht. Die Fixierung des Kontakthebels nach dessen Abhebung vom Gegen-Schaltkontakt erfolgt hierbei durch Reibungskräfte zwischen der Stirnseite des Hohlzylinderseg- mentes des Rastkonturringes und dem Kontakthebel.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Absatz auch ein negatives Formelement sein, welches sich direkt an das rampenartige Ringsegment anschließt. Dieser als negatives Formelement ausgeprägter Absatz ist somit eine Ausnehmung im Rastkonturring, in der ein positiv ausgeprägtes Formelement des Kontakthebels nach dem Übergleiten des rampenartigen Ringsegmentes einrasten kann, wodurch der Kontakthebel in dieser Winkelposition fixiert ist.
In dieser Ausgestaltung vergrößert sich somit bei Relativverdrehung des Kontakthebels zum Rastkonturring der Abstand zwischen diesen beiden Bauteilen in der Drehbewegung, während der die rampenartigen Ringsegmente an beiden Bauteilen aneinander gleiten. Wenn beide rampenartigen Ringsegmente derart weit übereinander hinweggeglitten sind, dass sie sich nicht mehr berühren, gelangt ein positiv ausgestaltetes Formelement am Kontakthebel in den als negatives ausgestaltetes Formele¬ ment am Rastkonturring vorgesehenen Absatzbereich, wodurch sich aufgrund der ständig auf den Rastkonturring in Richtung Kotakthebel wirkenden Federkraft der Abstand zwischen Rast¬ konturring und Kontaktring wieder verringert. Das heißt, dass im Gegensatz zu der Ausgestaltung, in der sich ein massiver Absatz an das rampenartige Ringsegment anschließt, in der Ausführungsform mit Absatz als negativem Formelement die An- druckkraft des Rastkonturringes auf den Kontakthebel in der eingerasteten Position bei geöffnetem Kontakthebel geringer ist als die Kraft, die während des Aufeinanderabgleitens der rampenartigen Ringsegmente zwischen Rastkonturring und Kontakthebel wirkt.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich an das erste, bereits erwähnte, rampenartige Ring¬ segment ein zweites rampenartiges Ringsegment mit einem nega¬ tiven Anstieg anschließt, das heißt, dass die Steigung des zweiten rampenartigen Ringsegments ein negatives Vorzeichen aufweist und die Steigung des ersten rampenartigen Ringseg- ments ein positives Vorzeichen aufweist und beide in einem
Winkel aneinander grenzen. Damit bilden die beiden rampenartigen Ringsegmente einen oberen Totpunkt aus, der sich an der Kante zwischen den beiden rampenartigen Ringsegmenten befindet. Im Kontakthebel befinden sich komplementär ausgestaltete negative Formelemente in Form der beiden rampenartigen Ringsegmente. Durch die Ausgestaltung des Rastkonturringes und des Kontakthebels mit den beiden rampenartigen Ringsegmenten wird erreicht, dass bei einer Drehbewegung des Kontakthebels relativ zum Rastkonturring bis in eine Position, in der sich der Anlagepunkt des Kontakthebels am oberen Totpunkt des
Rastkonturringes befindet und demzufolge der Rastkonturring insgesamt den größtmöglichen Abstand zum Kontakthebel auf¬ weist, in dem die Federkraft am größten ist, bei einer weite¬ ren Verdrehung des Kontakthebels relativ zum Rastkonturring aufgrund der auf den Rastkonturring wirkenden Federkraft die Drehbewegung des Kontakthebels relativ zum Rastkonturring unabhängig von der kontaktabhebenden Kraft erfolgt, da die jetzt aufeinander abgleitenden Rampen der rampenartigen Ringsegmente ein Drehmoment auf den Kontakthebel in Richtung der Kontaktöffnungsbewegung bewirken. Damit wird ermöglicht, dass zum Beispiel nach Abhebung des Kontakthebels vom Gegen-Kon- takt und Drehung des Kontakthebels über den oberen Totpunkt hinaus durch die Federkraft realisiert wird, dass der Kon¬ takthebel einen weiteren Drehweg zurücklegt. Insbesondere zur Vermeidung von Kontaktabbrand aufgrund von Lichtbogenbildung ist diese Ausgestaltung zweckmäßig. In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich an das rampenartige Ringsegment in Drehrichtung des Kontakthebels bei Kontaktöffnung ein zweites rampenartiges Ringsegment mit einem ebenfalls positiven Anstieg, aber einem geringeren Anstiegswert anschließt. Das heißt, dass sich an¬ stelle des oben beschriebenen Absatzes zur Kontakthebelfi¬ xierung an dieser Stelle eine weitere ringsegmentförmige Schräge befinden kann. In dieser konstruktiven Ausgestaltung ergibt sich somit bei beginnender Drehbewegung des Kontakthe- bels zunächst eine schnelle Vergrößerung des Gesamt-Abstandes zwischen dem Rastkonturring und dem Kontakthebel und demzufolge aufgrund des großen Anstiegs des ersten rampenartigen Ringsegments eine relativ hohe Rückstellkraft auf den Kon¬ takthebel. Nach dem vollständigen Herübergleiten des ersten rampenartigen Ringsegments über die komplementäre Ausgestal¬ tung am Kontakthebel kommt diese in Kontakt mit dem zweiten rampenartigen Ringsegment, welches eine geringere Steigung als das erste aufweist. Bedingt durch die geringere Steigung wirkt in dieser Winkelposition des Kontakthebels auf diesen nur ein verringertes Rückstellmoment. Die genaue Dimensio¬ nierung der Rückstellmomente beim jeweiligen Eingriff des ersten oder des zweiten rampenartigen Ringsegmentes lässt sich über den Steigungswinkel der Ringsegmente sowie über die Federrate der verwendeten Feder vornehmen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung ein Blockierelement umfasst, an dem der Kontakthebel nach Drehbe¬ wegung zur Öffnung der Kontakte anschlägt. Dieses Blockier- element ist vorteilhafterweise außerhalb des Rastkonturringes beziehungsweise der Schaltwelle im Gehäuse des Schalters an¬ geordnet. Mittels dieses Blockierelementes wird bewirkt, dass der Kontakthebel nach Öffnungsbewegung in einer bestimmten Winkelposition festgehalten wird, wobei die Schaltwelle mit den Rastkonturringen durch das Schaltschloss ebenfalls in die Winkelposition des Kontakthebels gedreht werden kann, so dass Elemente der Rasteinrichtung wieder in den Kontakthebel ein- greifen können und somit die Einsatzbereitschaft des Kontakt¬ hebels beziehungsweise der Kontakthebelbewegungseinrichtung wieder hergestellt ist.
Die Schaltwelle kann als Duroplastformteil ausgeführt sein, wobei in diesem Fall die Lagerschale und/oder das Koppelglied zumindest teilweise einteilig mit der Schaltwelle ausgebildet sein kann. Die Schaltwelle kann alternativ auch eine Stahlwelle sein, die eine isolierende Trennung zum Kontakthebel aufweist. Die Schaltwelle kann allerdings auch ein Duroplast- Extrusionsprofil sein und die Lagerschale, das Koppelglied und der Rastkonturring können als Duroplastformteile oder Sinterteile ausgeführt sein. Der Kontakthebel kann als Warm¬ pressteil ausgeführt sein.
In einer anderen konstruktiven Ausführungsform der Kontakthe- belbewegungseinrichtung kann diese ebenfalls eine zur Schließung der Schaltkontakte auf den Kontakthebel wirkende moment¬ übertragende Schaltwelle umfassen, wobei aber die Drehachse des sich drehbewegenden Kontakthebels parallel und ein Ab¬ stand zur Drehachse der Schaltwelle aufweisend angeordnet ist. Das heißt, dass die Drehachse des Kontakthebels und die Schaltwelle räumlich voneinander getrennt sind. Die Kraft¬ beziehungsweise Momentenübertragung von der Schaltwelle auf den Kontakthebel kann dabei über Zahnräder oder -segmente, eine Lasche, Koppel oder ein ähnliches Getriebe erfolgen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil der Herstellung mit herkömmlichen Bauteilen und der leichteren Wartung.
Es wird des Weiteren ein elektrischer Schalter mit einem Gehäuse und einer im Gehäuse gelagerten Kontakthebelbewegungs- einrichtung mit den genannten Merkmalen zur Verfügung gestellt.
Dieser Schalter hat den Vorteil, dass er variabel für ein- oder mehrpolige Schalter aus den gleichen Einzelteilen aufbaubar ist. Vorteilhafterweise weist der elektrische Schalter einen Ver- klinkungsmechanismus auf, der die Schaltwelle in Drehrichtung des die Kontakte öffnenden Kontakthebels bei oder nach Aus- rastung der Rasteinrichtung aus dem Kontakthebel dreht. Mittels dieses Verklinkungsmechanismus ist es daher möglich, die Schaltwelle, wie oben in Bezug auf das extern angeordnete Blockierelement zur Drehbewegungsblockade beschrieben, dem sich öffnenden Kontakthebel hinterherzudrehen, so dass eine Einrastung der Rasteinrichtung im Kontakthebel erneut vorgenommen werden kann und somit die Betriebsbereitschaft des Schalters zum Schließen des Schaltkontaktes wiederhergestellt ist .
Vorteilhafterweise ist dabei der Schalter derart eingerich¬ tet, dass er im Zustand der geschlossenen Schaltkontakte die Schaltwelle und damit den Rastkonturring in einer Winkelposi¬ tion fixiert, in der die Anfangsbereiche der rampenartigen Ringsegmente einen Abstand zueinander aufweisen, so dass die auf den Rastkonturring wirkende Federkraft ein Moment auf den Kontakthebel in Richtung der Schließung der Kontakte bewirkt. Das heißt, dass bei geschlossenen Schaltkontakten die jeweiligen Totpunkte der rampenartigen Ringsegmente im Rastkonturring und im Kontakthebel nicht aneinander anliegen, son- dern zumindest etwas relativ zueinander verdreht sind. Damit wird erreicht, dass aufgrund der wirkenden Federkraft und der aneinander anliegenden Schrägen der rampenartigen Ringsegmente ein Drehmoment auf den Kontakthebel in Richtung der Schließung der Schaltkontakte erzeugt wird. Somit wird eine ständige Anlage des am Kontakthebel angebrachten Kontaktele¬ ments am Gegen-Kontaktelement des Schalters gewährleistet.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Verfügung gestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Aufstecken eines Kontakthebels auf eine Schaltwelle und Fi¬ xierung des Kontakthebels an einer bestimmten Position, wobei der Kontakthebel auf der Schaltwelle drehbeweglich und in Längsrichtung der Schaltwelle fixiert ist,
Aufstecken einer Rasteinrichtung auf die Schaltwelle, so dass die Rasteinrichtung im Kontakthebel an diesem anliegend einrastet,
Aufstecken einer Druckfeder auf die Schaltwelle, so dass sie an der Rasteinrichtung anliegt,
Aufstecken eines Anschlagelementes und Fixierung des An¬ schlagelementes an einer Position auf der Welle, in der das Anschlagelement an der Druckfeder anliegt.
Die genannten Schritte müssen dabei nicht in der genannten Reihenfolge erfolgen. Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile auf der Schaltwelle ist eine einfache Montage gewähr- leistet.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung des elektrischen Schalters zur Verfügung gestellt, bei dem eine nach dem Verfahren zur Herstellung der Kontakthebelbewegungseinrich- tung hergestellte Kontakthebelbewegungseinrichtung in mindestens ein Gehäuseteil des elektrischen Schalters eingesetzt wird. Es ist ersichtlich, dass sich durch die Vormontage der kompletten Kontakthebelbewegungseinrichtung auf der Schaltwelle die Endmontage der Kontakthebelbewegungseinrichtung be- ziehungsweise ihrer einzelnen Elemente im Schalter erleichtert, wodurch Fertigungszeiten und -kosten eingespart werden können .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeich- nungen beschrieben Es zeigen dabei Fig. 1 eine komplette erfindungsgemäße Kontakthebelbewe- gungseinrichtung,
Fig. 2 einen Rastkonturring,
Fig. 3 eine Teilansicht eines Kontakthebels mit geschnit¬ tener Schaltwelle,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Kontakthebel- bewegungseinrichtung in Kontaktschließungsposition,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Kontakthebel- bewegungseinrichtung in Kontaktöffnungsposition,
Fig. 6 einen Kontakthebel und Rastkonturringe mit jeweils zwei rampenartigen Ringsegmenten,
Fig. 7 einen Kontakthebel in Seitenansicht und Ansicht von vorn in Kontaktschließungsposition,
Fig. 8 eine Kontakthebelbewegungseinrichtung in Vorder- und Seitenansicht in Kontaktöffnungsposition,
Fig. 9 einen Kontakthebel und ein Blockierelement in Vor- der- und Seitenansicht in Kontaktöffnungsposition, und
Fig. 10 einen Kontakthebel und Rastkonturringe mit jeweils einem rampenartigen Ringsegment.
In Figur 1 ist die Ausführungsform der Kontakthebelbewegungs- einrichtung dargestellt, in der die Drehachse des Kontakthe¬ bels 12 ebenfalls die Drehachse der Schaltwelle 22 ist. In Figur 1 befinden sich auf einer Schaltwelle 20 mehrere Kon- takthebel 10. Diese Kontakthebel 10 können einpolig ausge¬ führt sein, das heißt, dass an jedem der Kontakthebel 10 nur ein Hebelarm mit jeweils einem Kontaktelement 11 angeordnet ist. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass - wie an einem der Kontakthebel 10 gestrichelt dargestellt - ein Kon¬ takthebel 10 zwei Hebelarme aufweist, so dass am Kontakthebel 10 zwei Kontaktelemente 11 angebracht sind. In der darge- stellten Ausführungsform ist die Schaltwelle 20 von zwei La¬ gerschalen 40 aufgenommen, die ein Teil der Schaltwellenlagerung ausbilden. Die Lagerschalen 40 werden in Gehäuselagerstellen aufgenommen. An den Lagerschalen 40 stützen sich Spiraldruckfedern 60 ab, die an ihren gegenüberliegenden Enden an jeweils einem Rastkonturring 30 anliegen. Ein solcher
Rastkonturring 30 liegt wiederum am Kontakthebel 10 an. Am Kontakthebel 10 liegt in der dargestellten Ausführungsform an jeder seiner zwei Stirnflächen ein Rastkonturring 30 an. Des Weiteren sind auf der Schaltwelle 20 zwei Koppelglieder 50 angeordnet, die zur Einleitung des Schaltmomentes in die
Schaltwelle 20 dienen. An einem jeden der Koppelglieder 50 liegt ebenfalls eine Spiraldruckfeder 60 an, die gegen einen Rastkonturring 30 drückt. Die dargestellten Rastkonturringe 30 weisen ein erstes rampenartiges Ringsegment 31 und ein zweites rampenartiges Ringsegment 32 auf. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Kontakthebelbewegungseinrichtung eine in sich geschlossene Baueinheit bildet, die in der dar¬ gestellten Form montierbar und transportierbar ist.
Die Schaltwelle 20 ist profiliert ausgeführt, so dass die e- benfalls innenprofiliert ausgeführten Rastkonturringe 30 längs auf der Schaltwelle verschieblich sind. Der Kontakthe¬ bel 10 ist hinsichtlich seiner Position in Längserstreckungs- richtung der Schaltwelle 20 auf dieser fest angeordnet, aber in dieser Position um die Längsachse der Schaltwelle 20 herum verdrehbar. Die Koppelglieder 50 sind mit der Schaltwelle 20 fest verbunden. Die Lagerschalen 40 sind an der Schaltwelle 20 hinsichtlich ihrer Position in Längserstreckungsrichtung der Schaltwelle 20 fest angeordnet.
Bei einer Drehbewegung eines Kontakthebels 10 verdreht dieser sich relativ zu den auf der Schaltwelle 20 drehfixierten Rastkonturringen 30, wodurch das Abgleiten der rampenartigen Ringsegmente 31, 32 am Kontakthebel 10 und am Rastkonturring 30 den Abstand zwischen Rastkonturringen 30 und Kontakthebel 10 vergrößert, wodurch die Feder 60 zusammengedrückt wird und sich dadurch die auf den Rastkonturring 30 wirkende Federkraft erhöht. Dadurch wird erreicht, dass in Abhängigkeit der Anordnung der rampenartigen Ringsegmente 31 und 32 nach Drehung des Kontakthebels 10 aufgrund von kontaktabhebenden Kräften entweder der Kontakthebel 10 aufgrund der Federkraft wieder in die Kontaktschließungsposition zurückgedreht wird oder nach Erreichung einer bestimmten Winkelposition unabhängig von der kontaktabhebenden Kraft weiter von dem Gegenkontakt entfernt wird. Bei Auftreten der impulsartigen Kontaktabhebekraft muss demzufolge nur der Kontakthebel 10 zur Kon- taktöffnung einen größeren Weg zurücklegen. Das bedeutet, dass im Wesentlichen nur das Massenträgheitsmoment des Kon¬ takthebels 10 und die Reibung der kontaktabhebenden Kraft entgegenwirkt. Das heißt, dass im Wesentlichen nur der Kon¬ takthebel 10 bei Auftreten zum Beispiel eines Kurzschlusses zur Kontaktöffnung beschleunigt werden muss. Damit ist die erfindungsgemäße Kontakthebelbewegungseinrichtung in der Lage, sehr kurze Reaktionszeiten im Falle eines Kurzschlusses zu realisieren.
In Figur 2 ist ein Rastkonturring 30 gezeigt, in dem Profilelemente zum Eingreifen in Profilelemente der Schaltwelle 20 angeordnet sind. Damit wird die Verschieblichkeit des Rast¬ konturringes 30 und seine Drehpositionsfixierung auf der Schaltwelle 20 realisiert.
Figur 3 zeigt den zentralen Abschnitt des Kontakthebels 10, der auf einer im Schnitt dargestellten Schaltwelle 20 ange¬ ordnet ist. Es ist ersichtlich, dass sich der Kontakthebel 10 auf der Schaltwelle 20 drehen kann. In den Figuren 4 bis 10 ist ein Kontakthebel 10 dargestellt, an dem beidseitig Rastkonturringe 30, die jeweils mit der Kraft einer Feder 60 beaufschlagt sind, anliegen.
In Figur 4 und 5 weist der Kontakthebel 10 ein erstes rampen¬ artiges Ringsegment 31 und ein zweites rampenartiges Ringseg¬ ment 32 auf. Figur 4 zeigt dabei den Kontakthebel 10 in Kon¬ taktschließungsposition. Es st ersichtlich, dass die Formelemente, die die rampenartigen Ringsegmente 31 ausbilden, nicht vollständig ineinander eingreifen. Damit wird gewährleistet, dass, wie in Figur 4 dargestellt, die auf die Rastkonturringe 30 wirkenden Kräfte der Federn 60 über die schrägen Rampen der rampenartigen Ringsegmente 31 ein Drehmoment auf den Kon¬ takthebel 10 in Richtung der Kontaktschließung erzeugen. Da- durch wird gewährleistet, dass der Kontakthebel 10 mit seinem Kontaktelement 11 ständig am Gegenkontakt des Schalters an¬ liegt. Die Kontakthebelbewegungseinrichtung ist in dieser in Figur 4 dargestellten Situation somit vorgespannt.
In Figur 5 ist dieselbe Kontakthebelbewegungseinrichtung in einer Position dargestellt, in der sich der Kontakthebel 10 derart weit relativ zu den Rastkonturringen 30 verdreht hat, dass sich die oberen Totpunkte zwischen dem ersten rampenartigen Ringsegment 31 und dem zweiten rampenartigen Ringseg- ment 32 vom Kontakthebel 10 und von den Rastkonturringen 30 berühren. Bei weiterer Drehung des Kontakthebels 10 über den oberen Totpunkt hinaus würden sich andere rampenartige Kreis¬ segmente 31 und 32 berühren als die, die sich bei Beginn der Kontaktöffnungsbewegung des Kontakthebels 10 berührt hatten. Durch den entgegengesetzten Anstieg dieser anderen rampenartigen Kreissegmente würde sich der Kontakthebel 10 feder- kraftbedingt noch weiter von dem Gegenkontakt wegdrehen.
In Figur 6 sind ein Kontakthebel 10 und zwei Rastkonturringe 30 mit jeweils zwei rampenartigen Ringsegmenten 31 und 32 dargestellt, bei denen diese rampenartigen Ringsegmente 31 und 32 unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. Der Anstieg des ersten rampenartigen Ringsegments 31 ist positiv definiert und der Anstieg des zweiten rampenartigen Ringsegments 32 ist negativ definiert. In Figur 6 ist die Winkelposition des Kontakthebels 10 dargestellt, die einer weiteren Öff- nungs-Drehung des Kontakthebels 10 aus der Position wie in Figur 5 dargestellt entspricht. Durch die Kräfte der Federn 60, die auf die Rastkonturringe 30 wirken, wird somit bei An¬ lage der zweiten rampenartigen Ringsegmente 32 aneinander ein Drehmoment auf den Kontakthebel 10 in Richtung Kontaktöffnung bewirkt.
In Figur 7 ist in der Ansicht von vorn mit dem Pfeil die Drehrichtung des Kontakthebels 10 bei Kontaktöffnung angedeu¬ tet. In der in Figur 7 dargestellten Ansicht von der Seite befindet sich der Kontakthebel 10 in geschlossener Schaltpo¬ sition und strichpunktiert dargestellt in geöffneter Schalt¬ position, wobei der Schalthebel 10 in dieser geöffneten Schaltposition an einem Blockierelement 70 anliegt. Der Kontakthebel 10 sowie die Rastkonturringe 30 weisen in dieser Ausgestaltung nur ein erstes rampenartiges Kreisringsegment
31 auf und daran anschließend einen Absatz 33. In der Ansicht von vorn in Figur 7 ist ebenfalls dargestellt, dass die Rast¬ konturringe 30 an dem Kontakthebel 10 nur im Bereich des ers¬ ten rampenartigen Ringsegmentes 31 zur Anlage kommen, wodurch im geschlossenen Schaltungszustand eine Vorspannung und demzufolge ein Drehmoment auf den Kontakthebel 10 in Richtung Kontaktschließungsposition bewirkt wird.
In Figur 8 ist in der Ansicht von vorn sowie in der Seitenan- sieht dargestellt, dass der Kontakthebel 10 bereits einen ge¬ wissen Öffnungsweg zurückgelegt hat, wobei sich in dieser in Figur 8 dargestellten Position nur noch die oberen Totpunkte zwischen dem ersten rampenartigen Ringsegment 31 und dem Absatz 33 berühren.
Bei weiterer Öffnung des Kontakthebels 10, wie in Figur 9 dargestellt, hat sich der Kontakthebel 10 derart weit relativ zu den Rastkonturringen 30 verdreht, dass jeweils die Absätze 33 am Kontakthebel 10 und an den Rastkonturringen 33 aneinander anliegen. In dieser Winkelposition des Kontakthebels 10 wirkt somit kein von den Federn 60 aufgebrachtes Drehmoment mehr auf den Kontakthebel 10, wodurch dieser in der Öffnungs- Position fixiert wird. Zusätzlich ist, wie in Figur 9 darge¬ stellt, ein Blockierelement 70 vorgesehen, an dem der Kontakthebel 10 in maximaler Öffnungsposition zur Anlage kommt, um eine Drehbewegung des Kontakthebels 10 auf einen definier- ten Winkelbetrag zu begrenzen.
Dieses Blockierelement 70 kann in jeder der Ausführungs¬ varianten der Rastkonturringe am Schalter angeordnet sein. Das heißt, unabhängig von der Anzahl, vom Steigungswert oder Vorzeichen der Steigung der rampenartigen Ringsegmente kann immer ein Blockierelement 70 im Schalter vorgesehen sein, welches den Drehweg des Kontakthebels auf einen bestimmten Drehwinkel begrenzt. Damit wird unabhängig von der Ausge¬ staltung der Rasteinrichtung gewährleistet, dass der Dreh- winkel des Kontakthebels 10 auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt ist.
In vorteilhafter Weise ist dabei die Position des Blockierelementes 70 einstellbar.
In Figur 10 ist ein Kontakthebel 10 mit zwei an ihm anliegen¬ den Rastkonturringen 30 dargestellt, wobei die Rastkonturringe 30 und der Kontakthebel 10 jeweils zwei rampenartige Ringsegmente 31 und 32a aufweisen, wobei der Anstieg des ers- ten rampenartigen Ringsegments 31 als positiv definiert ist und größer ist als der Anstieg des zweiten rampenartigen Ringsegments 32, dessen Anstieg ebenfalls als positiv defi¬ niert ist. Bei der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform bewirken die schrägen Rampen am Kontakthebel 10 und an den Rastkonturringen 30 bei Verdrehung des Kontakthebels 10 rela¬ tiv zu den Rastkonturringen 30 bei Eingriff des ersten rampenartigen Ringsegments 31 ein starkes Rückstellmoment in Richtung Kontaktschließungsposition und bei Eingriff des zweiten rampenartigen Ringsegments 32a aufgrund dessen geringerer Steigung ein abgeschwächtes Rückstellmoment. Allerdings wirkt aufgrund des relativ hohen Gesamt-Abstandes des Rast- konturringes 30 und der damit verbundenen Federverformung eine umso größere Federkraft auf den Rastkonturring 30, wodurch sich das Rückstellmoment wieder erhöht.
Die Dimensionierung des Rückstellmomentes lässt sich somit über die Wahl der Steigungen an den rampenartigen Ringsegmenten 31, 32 und der Federrate gestalten.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Darstellungen gezeigten Anordnungen der rampenartigen Ringsegmente 31, 32 am Kon- takthebel 10 und an den Rastkonturringen 30 beschränkt. Die Erfindung kann ebenfalls derart ausgeführt sein, dass sich die negativ ausgebildeten Rastelemente am Rastkonturring 30 befinden und die positiv ausgebildeten Rastelemente am Kontakthebel 10.
Bezugszeichenliste
10 Kontakthebel
11 Kontaktelement 12 Drehachse des Kontakthebels
20 Schaltwelle
21 Profilelement
22 Drehachse der Schaltwelle 30 Rastkonturring 31 erstes rampenartiges Ringsegment
32 zweites rampenartiges Ringsegment mit negativem An¬ stieg
32a zweites rampenartiges Ringsegment mit positivem An¬ stieg 33 Absatz
40 Lagerschale
50 Koppelglied
60 Feder
70 Blockierelement

Claims

Patentansprüche
1. Kontakthebelbewegungseinrichtung zur Bewegung mindestens eines Kontakthebels eines Leistungsschalters für die Kontakt- Schließung und zur Realisation der Kontaktöffnung bei Überschreitung einer bestimmten kontaktabhebenden Kraft, mit mindestens einem ein Kontaktelement aufweisenden drehbeweglichen Kontakthebel und mindestens einer in Abhängigkeit von auf den Kontakthebel wirkenden kontaktabhebenden Kräften die Fixie- rung oder Freigabe des Kontakthebels bewirkenden Rasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung und der Kontakthebel (10) derart angeord¬ net und ausgestaltet sind, dass die von der Rasteinrichtung auf den Kontakthebel (10) zum Zweck der Fixierung oder Freigabe des Kontakthebels (10) ausgeübte Kraft unmittelbar von Rastelementen der Rasteinrichtung, die ringförmig um die Drehachse (12) des Kontakthebels (10) angeordnet sind, auf den Kontakthebel (10) übertragbar ist.
2. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente der Rasteinrichtung konzentrisch zur Drehachse (12) des Kontakthebels (10) angeordnet sind.
3. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung des Weiteren eine das zur Schließung der Schaltkontakte auf den Kontakthebel (10) wirkende Moment übertragende Schaltwelle (20) umfasst, wobei die Drehachse (12) des drehbeweglichen Kontakthebels (10) die Drehachse (22) der Schaltwelle (20) ist.
4. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (20), die Rasteinrichtung und der Kontakthe¬ bel (10) derart eingerichtet sind, dass die Momentübertragung von der Schaltwelle (20) über die Rasteinrichtung auf den Kontakthebel (10) erfolgt.
5. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung mindestens einen Rastelemente aufweisen- den Rastkonturring (30) umfasst, der auf der Drehachse (12) des Kontakthebels (10) verschiebbar und rotationsfest ange¬ ordnet ist und mit einer in Richtung Kontakthebel (10) stän¬ dig wirkenden Kraft beaufschlagt ist, so dass der Rastkontur¬ ring (30) ständig am Kontakthebel (10) anliegt.
6. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastkonturring (30) mindestens ein Formelement als Rast¬ element aufweist, welches mit mindestens einem komplementär ausgestalteten Formelement am Kontakthebel (10) derart zusam¬ menwirkt, dass eine formschlüssige Momentübertragung vom Rastkonturring (30) auf den Kontakthebel (10) realisierbar ist .
7. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastkonturring (30), die ständig auf den Rastkonturring (30) wirkende Kraft und der Kontakthebel (10) derart ausges¬ taltet sind, dass eine kraftschlüssige Momentübertragung vom Rastkonturring (30) auf den Kontakthebel (10) realisierbar ist .
8. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (20) als Profilwelle ausgebildet ist, und dass der Rastkonturring (30) an seinem Innenumfang mindestens ein Profilelement (21) aufweist, das mit einem komplementär ausgestalteten Formelement der profilierten Schaltwelle (20) zusammenwirkt .
9. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung des Weiteren mindestens eine zur Lagerung der Schaltwelle (20) in einem Gehäuse die- nende Lagerschale (40) umfasst, an der sich eine Feder (60) zur Aufbringung der ständig auf den Rastkonturring (30) wirkenden Kraft abstützt.
10. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schaltwelle (20) des Weiteren mindestens ein Koppel¬ glied (50) fest angeordnet ist zur Einleitung des Schaltmo¬ mentes in die Schaltwelle (20) .
11. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Koppelglied und einem Rastkonturring (30) eine Feder (60) angeordnet ist, die sich am Koppelglied (50) ab- stützt und deren Federkraft ständig auf den Rastkonturring (30) wirkt, so dass der Rastkonturring (30) ständig an den Kontakthebel (10) gedrückt wird.
12. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das als Rastelement dienende Formelement am Rastkonturring (30) mindestens ein erstes rampenartiges Ringsegment (31) um¬ fasst, welches im eingerasteten Zustand in eine komplementär ausgestaltete Ausnehmung im Kontakthebel (10) eingreift, wo¬ bei der positive Anstieg der Rampe im Drehsinn des Kontakthe¬ bels (10) in seiner Drehbewegung zur Kontaktöffnung verläuft.
13. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das erste rampenartige Ringsegment (31) in Drehrich- tung des Kontakthebels (10) bei Kontaktöffnung ein Absatz
(33) anschließt, der eine Fixierung des Kontakthebels (10) in einer bestimmten Winkelposition bewirkt.
14. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennz ei chnet , dass der Absatz (33) ein massiver Bereich ist, der sich direkt an das erste rampenartige Ringsegment (31) anschließt und keine Steigung aufweist.
15. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennz ei chnet , dass sich an das erste rampenartige Ringsegment (31) ein zweites rampenartiges Ringsegment (32) mit negativem Anstieg an¬ schließt, wobei die Steigung des zweiten rampenartigen Ring- segments (32) entgegengesetzt zur Steigung des ersten rampen¬ artigen Ringsegments (31) verläuft.
16. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das erste rampenartige Ringsegment (31) in Drehrich¬ tung des Kontakthebels (10) bei Kontaktöffnung ein zweites rampenartiges Ringsegment (32a) mit einem ebenfalls positiven Anstieg, aber einem geringeren Anstiegswert anschließt.
17. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung des Weiteren ein Blockierelement (70) umfasst, an dem der Kontakthebel (10) nach Drehbewegung zur Öffnung der Kontakte anschlägt.
18. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (20) ein Duroplastformteil ist und die Lager- schale (40) und/oder das Koppelglied zumindest teilweise ein¬ teilig ausbildet sind, oder dass die Schaltwelle (20) eine Stahlwelle ist, die eine isolierende Trennung zum Kontakthe¬ bel (10) aufweist; oder dass die Schaltwelle (20) ein Du- roplast-Extrusionsprofil ist, und/oder dass die Lagerschale (40), das Koppelglied (50) und der Rastkonturring (30) als Duroplastformteil oder Sinterteil ausgeführt ist, und/oder dass der Kontakthebel (10) als Warmpressteil ausgeführt ist
19. Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 8, 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthebelbewegungseinrichtung des Weiteren eine das zur Schließung der Schaltkontakte auf den Kontakthebel (10) wirkende Moment übertragende Schaltwelle (20) umfasst, wobei die Drehachse (12) des sich drehbewegenden Kontakthebels (10) parallel und beabstandet zur Drehachse (22) der Schaltwelle (20) angeordnet ist.
20. Elektrischer Schalter mit einem Gehäuse und einer im Ge- häuse gelagerten Kontakthebelbewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
21. Elektrischer Schalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter einen Verklinkungsmechanismus auf¬ weist, der die Schaltwelle (20) in Drehrichtung (12) des die Kontakte öffnenden Kontakthebels (10) bei oder nach Ausras¬ tung der Rasteinrichtung aus dem Kontakthebel (10) dreht.
22. Elektrischer Schalter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter derart eingerichtet ist, dass er im Zustand der geschlossenen Schaltkontakte die Schaltwelle (20) und damit den Rastkonturring (30) in einer Position fixiert, in der die Anfangsbereiche der rampenartigen Ringsegmente (31) einen Ab- stand zueinander aufweisen, so dass die auf den Rastkonturring (30) wirkende Federkraft ein Moment auf den Kontakthebel (10) in Richtung der Schließung der Kontakte bewirkt.
23. Verfahren zur Herstellung der Kontakthebelbewegungsein- richtung nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
Aufstecken eines Kontakthebels (10) auf eine Schaltwelle (20) und Fixierung des Kontakthebels (10) an einer be- stimmten Position, wobei der Kontakthebel (10) auf der Schaltwelle (20) drehbeweglich und in Längsrichtung der Schaltwelle (20) fixiert angeordnet ist, Aufstecken einer Rasteinrichtung auf die Schaltwelle (20), so dass die Rasteinrichtung im Kontakthebel (10) an diesem anliegend einrastet,
Aufstecken einer Druckfeder (60) auf die Schaltwelle (20), so dass sie an der Rasteinrichtung anliegt, Aufstecken eines Anschlagelementes (70) und Fixierung des Anschlagelementes (70) an einer Position auf der Welle, in der das Anschlagelement (70) an der Druckfeder (60) anliegt.
24. Verfahren zur Herstellung des elektrischen Schalters nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontakthebelbewegungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 18 als vorgefertigte Baueinheit in mindestens ein Gehäu¬ seteil des elektrischen Schalters eingesetzt wird.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047247A1 (de) 2008-09-10 2010-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktsystem für ein Schaltgerät mit einem Schaltwellensegment drehbar gelagerten Kontaktglied und mit einer axial dazwischen angeordneten Rasteinrichtung
FR3103640B1 (fr) * 2019-11-22 2021-11-12 Zodiac Aero Electric Dispositif de mise en mouvement simultané d’une pluralité de contacts mobiles d’un contacteur

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630470C1 (de) * 1996-07-27 1997-08-28 Kloeckner Moeller Gmbh Strombegrenzender Leistungsschalter
WO2002035570A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Strombegrenzender niederspannungs-leistungsschalter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4998081A (en) 1989-05-18 1991-03-05 Siemens Energy & Automation, Inc. Power interrupter with force-sensitive contact latch
DE4404706B4 (de) * 1993-02-16 2005-09-15 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki Bewegliche Kontaktgebervorrichtung in einem Schutzschalter
FR2703824B1 (fr) * 1993-04-07 1995-05-12 Merlin Gerin Disjoncteur limiteur multipolaire à répulsion électrodynamique.
DE10345660A1 (de) 2003-09-25 2005-05-12 Siemens Ag Antriebsstrang für zumindest einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters und strombegrenzender elektrischer Schalter mit einem Antriebsstrang

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630470C1 (de) * 1996-07-27 1997-08-28 Kloeckner Moeller Gmbh Strombegrenzender Leistungsschalter
WO2002035570A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Strombegrenzender niederspannungs-leistungsschalter

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