WO2016075039A1

WO2016075039A1 - Rotierende kontaktvorrichtung für einen schalter

Info

Publication number: WO2016075039A1
Application number: PCT/EP2015/075894
Authority: WO
Inventors: Louis A.G.M. HEMMER; Hans-Jürgen Sduntzig
Original assignee: Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-05-19
Also published as: US20170316900A1; CA2961724A1; EP3218912B1; DE102014116400A1; EP3218912A1; CN107077979A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotierende Kontaktvorrichtung (10) für einen Schalter (12) mit einem Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) und einem Kontaktgehäuse (14), einem im Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) vorgesehenen Lager (16) für das Kontaktgehäuse, wobei das Kontaktgehäuse in dem Lager um eine Rotationsachse (18) drehbar gelagert ist, einer im Kontaktgehäuse gelagerten und mit diesem rotierenden Kontaktbrücke (20), die an ihren Enden jeweils eine Aufnahme (22, 24) für einen feststehenden Gegenkontakt (26, 28) aufweist, wobei die Aufnahmen aus entsprechenden Öffnungen des Kontaktgehäuses soweit herausragen, dass sie mit den feststehenden Gegenkontakten bei einer Rotation des Kontaktgehäuses in Eingriff kommen und ein elektrischer Kontakt zwischen den feststehenden Gegenkontakten über die Kontaktbrücke entstehen kann, und mindestens einer Federklemme (30), die zwischen dem Kontaktgehäuse und der Kontaktbrücke derart angeordnet ist, dass die Kontaktbrücke im Kontaktgehäuse in etwa senkrecht zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung federnd gelagert ist. Erfindungsgemäß ist das Kontaktgehäuse (14) etwa zylinderförmige ausgebildet und weist an seiner Mantelfläche zumindest teilweise einen Zahnradabschnitt (148) auf, und das Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) weist eine Öffnung (102) auf, durch die der Zahnradabschnitt (148) ragt, so dass das Kontaktgehäuse (14) über ein in den Zahnradabschnitt (148) eingreifendes Zahnrad in eine Drehbewegung zum Öffnen oder zum Schließen der Kontakte zwischen den feststehenden Gegenkontakten (26, 28) und den Aufnahmen (22, 24) versetzt werden kann.

Description

Rotierende Kontaktvorrichtung für einen Schalter Die Erfindung betrifft eine rotierende Kontaktvorrichtung für einen Schalter.

Für Schalter, insbesondere Leistungsschalter werden häufig Doppel kontaktvorrichtungen mit parallelen Kontakten eingesetzt, um die Kontaktkraft während eines hohen Stromflusses zu vergrößern und dadurch zu vermeiden, dass Kontakte abheben und es zu einer Kontaktunterbrechung kommt. Weiterhin sind vor allem bei Leistungsschaltern für hohe Ströme lange Öffnungsstrecken für die Kontakte erforderlich, beispielsweise um das Löschen von beim Kontaktöffnen auftretenden Lichtbögen zu erleichtern. Lange Kontakt-Öffnungsstrecken bedingen jedoch häufig große Schaltergehäuse. Durch eine rotierende Kontaktvorrichtung kann der Platzbedarf aufgrund einer großen Öffnungsstrecke zumindest etwas reduziert werden. Ein Schalter mit einer rotierenden Kontaktvorrichtung ist beispielsweise aus der US-Patentveröffentlichung US2014/0091062A1 bekannt.

Eine rotierende Kontaktvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist auf der US-Patentschrift US 5,945,650 bekannt. Weitere rotierende Kontaktvorrichtungen sind aus der US-Patentschrift US 3,632,935, der internationalen Veröffentlichung WO 2014/170528A1 und der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 077 883 A1 bekannt. Die aus diesen Veröffentlichungen bekannten rotierenden Kontaktvorrichtung sind allerdings teilweise recht voluminös und benötigen daher einen relativ großen Bauraum.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine kompaktere rotierende Kontaktvorrichtung für einen Schalter vorzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine rotierende Kontaktvorrichtung für einen Schalter mit einem Kontaktvorrichtungsgehäuse und einem Kontaktgehäuse, einem im Kontaktvorrichtungsgehäuse vorgesehenen Lager für das Kontaktgehäuse, wobei das Kontaktgehäuse in dem Lager um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist, einer im Kontaktgehäuse gelagerten und mit diesem rotierenden Kontaktbrücke, die an ihren Enden jeweils eine Aufnahme für einen feststehenden Gegenkontakt aufweist, wobei die Aufnahmen aus entsprechenden Öffnungen des Kontaktgehäuses soweit herausragen, dass sie mit den feststehenden Gegenkontakten bei einer Rotation des Kontaktgehäuses in Eingriff kommen und ein elektrischer Kontakt zwischen den feststehenden Gegenkontakten über die Kontaktbrücke entstehen kann, und mindestens einer Federklemme, die zwischen dem Kontaktgehäuse und der Kontaktbrücke derart angeordnet ist, dass die Kontaktbrücke im Kontaktgehäuse in etwa senkrecht zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung federnd gelagert ist. Um eine kompaktere Bauform dieser rotierenden Kontaktvorrichtung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß das Kontaktgehäuse etwa zylinderförmige ausgebildet und weist an seiner Mantelfläche zumindest teilweise einen Zahnradabschnitt auf, und das Kontaktvorrichtungsgehäuse weist eine Öffnung auf, durch die der Zahnradabschnitt ragt, so dass das Kontaktgehäuse über ein in den Zahnradabschnitt eingreifendes Zahnrad (eines nicht zur Kontaktvorrichtung gehörenden Mechanismus) in eine Drehbewegung zum Öffnen oder zum Schließen der Kontakte zwischen den feststehenden Gegenkontakten und den Aufnahmen versetzt werden kann. Dadurch, dass ein Zahnradabschnitt an der Mantelfläche des zylinderförmig ausgebildeten Kontaktgehäuses vorgesehen ist, kann die rotierende Kontaktvorrichtung kompakter ausgebildet werden, da das Kontaktvorrichtungsgehäuse mit dem Lager für das Kontaktgehäuse etwa quaderförmig ausgebildet sein kann, und der Mechanismus zum Drehen des Kontaktgehäuses kann an einer schmalen Seite des quaderförmigen Kontaktvorrichtungsgehäuses über der rotierenden Kontaktvorrichtung angeordnet sein, so dass die gesamte Ausdehnung der rotierenden Kontaktvorrichtung mit einem Antriebs-Mechanismus in der Rotationsachse im Vergleich zur Ausdehnung senkrecht zur Rotationsachse wesentlich kleiner sein kann. Kurz zusammengefasst schafft die vorliegende Erfindung insbesondere durch die Anordnung des Zahnradabschnitts an der Mantelfläche des zylinderförmig ausgebildeten Kontaktgehäuses die Möglichkeit, wesentlich kompaktere rotierende Kontaktvorrichtungen zu gestalten, bei denen ein Antriebs-Mechanismus oberhalb der Kontaktvorrichtungen angeordnet werden kann, wodurch zusätzlich die Erstreckung der gesamten Anordnung in der Rotationsachse wesentlich geringer ausfällt als bei rotierenden Kontaktvorrichtungen mit davor oder dahinter in der Rotationsachse angeordnetem Antriebs-Mechanismus.

Insbesondere kann das Kontaktvorrichtungsgehäuse zwei Gehäuse-Halbschalen aufweisen, das Lager kann in zumindest einer der beiden Gehäuse-Halbschalen ausgebildet sein, und zumindest eine der beiden Gehäuse-Halbschalen kann an einer etwa senkrecht zur Rotationsachse befindlichen Seite die Öffnung für den Zahnradabschnitt des Kontaktgehäuses aufweisen. Hierdurch wird ein kompaktes und technisch mit geringem Aufwand zu realisierendes Kontaktvorrichtungsgehäuse geschaffen.

Das Kontaktgehäuse kann zwei nahezu identisch geformte Gehäuseschalen aufweisen, die zum Montieren des Kontaktgehäuses jeweils Steckverbindungen und ein Lager für die Kontaktbrücke und die mindestens eine Federklemme aufweisen. Hierdurch wird der Zusammenbau der Kontaktvorrichtung erleichtert.

Die Kontaktbrücke kann ein etwa rechteckförmig ausgebildetes Mittelteil aufweisen, an dessen kurzen Seiten jeweils eine Aufnahme für einen feststehenden Gegenkontakt vorgesehen ist. Insbesondere kann die Kontaktbrücke einstückig aus Metallblech hergestellt sein, beispielsweise durch Stanzen.

Die Aufnahmen für die feststehenden Gegenkontakte können jeweils als klauenförmige Gegenkontakt-Aufnahmeteile ausgebildet und jeweils derart ausgerichtet sein, dass sich ihre gegenüberliegenden Klauen in verschieden Ebenen befinden, die parallel zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung liegen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Drehschalter mit einer rotierenden Kontaktvorrichtung nach der Erfindung und wie hierin beschrieben. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Drehschalters mit einer rotierenden Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teilschnitts durch den Drehschalter von Fig. 1 ;

Fig. 3 und 4 perspektivische Ansichten eines weiteren Teilschnitts durch den Drehschalter von Fig. 1 , der sich in einer Ausschaltstellung (Fig. 3) und in einer Einschaltstellung (Fig. 4) befindet; und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht Schnitts durch das Kontaktgehäuse des Drehschalters von Fig. 1 .

In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.

Fig. 1 zeigt einen Drehschalter 12 mit zwei Kontaktanschlüssen 120 und 122 zur Befestigung von Zuleitungen und einer rotierenden Kontaktvorrichtung 10 zum Schließen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung der beiden Kontaktanschlüsse 120 und 122. Die Kontaktvorrichtung 10 weist in ihrem Kontaktvorrichtungsgehäuse 100, das aus zwei Gehäuse-Halbschalen 100a und 100b zusammengesetzt ist, eine Öffnung 102 in der vorderen Gehäuse-Halbschale 100a zum Bewegen des Kontaktapparates der Vorrichtung 10 auf. Durch die Öffnung ragt ein Zahnradabschnitt 148, über den mit einem Zahnrad eines (nicht dargestellten) Mechanismus der Kontaktapparat in eine Drehbewegung versetzt werden kann, um die Kontakte des Kontaktapparates zu öffnen oder zu schließen. Die vordere Gehäuse-Halbschale 100a weist - wie in Fig. 1 erkennbar ist - zudem eine Öffnung auf, in der eine Welle des um eine Rotationsachse 18 drehbaren Kontaktapparates gelagert sein kann.

Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau der Kontaktvorrichtung 10 des Drehschalters 12: iin der hinteren Gehäuse-Halbschale 100b des Kontaktvorrichtungsgehäuses 100 ist ein Lager 16 für ein Kontaktgehäuse 14 des drehbaren Kontaktapparates der Kontaktvorrichtung 10 vorgesehen. Das etwa zylinderförmig geformte Kontaktgehäuses 14 ist in dem Lager 16 des Gehäuses 100 um die Rotationsachse 18 drehbar gelagert. In der vorderen Gehäuse-Halbschale 100a kann zusätzlich ein Lager für das Kontaktgehäuse 14 vorgesehen sein. Insofern kann die vordere Gehäuse-Halbschale 100a zumindest teilweise identisch wie die hintere Gehäuse- Halbschale 100b ausgebildet sein.

Fig. 3 zeigt den inneren Aufbau des Kontaktgehäuses 14, das - wie in Fig. 5 gezeigt - zwei insbesondere identische, aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff hergestellte Gehäuseschalen 140 und 142 aufweist, die über Steckverbindungen 144 und 146 zum Gehäuse 14 zusammengesteckt werden können. Zwischen den beiden zusammengesteckten Schalen 140 und 142 ist ein Lager für eine elektrisch leitende Kontaktbrücke 20 vorgesehen, die zum elektrischen Verbinden der beiden Kontaktanschlüsse 120 und 122 dient. Mindestens eine Federklemme 30 ist zwischen der Kontaktbrücke 20 und einer der Gehäuseschalen 140 bzw. 142 angeordnet, wodurch die Kontaktbrücke 20 in etwa senkrecht zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung 10 und des Kontaktgehäuses 14 federnd gelagert ist. Die Federklemme dient vor allem dazu Toleranzen auszugleichen, wie beispielsweise Fertigungstoleranzen der rotierenden Kontaktvorrichtung 10 und Toleranzen durch plastische Verformung der rotierenden Kontaktvorrichtung 10, die im Betrieb auftreten können. Die Kontaktbrücke 20 weist, wie in Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, ein etwa rechteckförmig ausgebildetes Mittelteil auf, an dessen kurzen Seiten jeweils ein klauenförmig ausgebildetes Aufnahmeteil 22, 24 für die feststehenden Gegenkontakte 26, 28 vorgesehen ist. Die Aufnahmeteile 22, 24 sind hierbei derart ausgerichtet, dass sich ihre gegenüberliegenden Klauen in verschieden Ebenen befinden, die parallel zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung liegen.

Durch Drehen des Kontaktgehäuses 14 über den durch die Öffnung 102 ragenden Zahnradabschnitt 148 von einer Ausschaltstellung (Fig. 3) in eine Einschaltstellung (Fig. 4) des Drehschalters 12 werden die klauenförmig ausgebildeten Aufnahmeteile 22, 24 über die jeweiligen feststehenden Gegenkontakte 26, 28 geschoben (wie in Fig. 4 gezeigt), so dass sich die Gegenkontakte 26, 28 zwischen den Klauen der Aufnahmeteile 22, 24 befinden. Die klauenförmig ausgebildeten Aufnahmeteile 22, 24 sind hierbei derart bemessen und geformt, dass es mit einem in sie eingeschobenen feststehenden Gegenkontakt 26, 28 zu einem elektrischen Kontakt kommt und die mit den feststehenden Gegenkontakten 26, 28 elektrische verbundenen Kontaktanschlüsse 120, 122 über die Kontaktbrücke 20 elektrisch verbunden sind. Das Eingreifen der feststehenden Gegenkontakte 26, 28 in die klauenförmig ausgebildeten Aufnahmeteile 22, 24 wird zudem durch die mindestens eine Federklemme 30 und eine klingenförmige Ausformung der feststehenden Gegenkontakte 26, 28 erleichtert.

Bezugszeichen

10 rotierende Kontaktvorrichtung

100 Kontaktvorrichtungsgehäuse

00a vordere Gehäuse-Halbschale des Kontaktvorrichtungsgehäuses 100

100b hintere Gehäuse-Halbschale des Kontaktvorrichtungsgehäuses 100102

Antriebsöffnung

12 Drehschalter

120 Kontaktanschluss

122 Kontaktanschluss

14 Kontaktgehäuse

140 Kontaktgehäuseschale

142 Kontaktgehäuseschale

144 Gehäuseschale-Steckverbindung

146 Gehäuseschale-Steckverbindung

148 Zahnradabschnitt

16 Kontaktgehäuse-Lager

18 Kontaktgehäuse-Rotationsachse

20 Kontaktbrücke

22 klauenförmiges Gegenkontakt-Aufnahmeteil

24 klauenförmiges Gegenkontakt-Aufnahmeteil

26 feststehender Gegenkontakt

28 feststehender Gegenkontakt

30 Federklemme

Claims

Ansprüche

1 . Rotierende Kontaktvorrichtung (10) für einen Schalter (12) mit einem Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) und einem Kontaktgehäuse (14), einem im Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) vorgesehenen Lager (16) für das Kontaktgehäuse, wobei das Kontaktgehäuse in dem Lager um eine Rotationsachse (18) drehbar gelagert ist, einer im Kontaktgehäuse gelagerten und mit diesem rotierenden Kontaktbrücke (20), die an ihren Enden jeweils eine Aufnahme (22, 24) für einen feststehenden

Gegenkontakt (26, 28) aufweist, wobei die Aufnahmen aus

entsprechenden Öffnungen des Kontaktgehäuses soweit herausragen, dass sie mit den feststehenden Gegenkontakten bei einer Rotation des Kontaktgehäuses in Eingriff kommen und ein elektrischer Kontakt zwischen den feststehenden Gegenkontakten über die Kontaktbrücke entstehen kann, und mindestens einer Federklemme (30), die zwischen dem Kontaktgehäuse und der Kontaktbrücke derart angeordnet ist, dass die Kontaktbrücke im Kontaktgehäuse in etwa senkrecht zur Rotationsebene der Kontaktvorrichtung federnd gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgehäuse (14) etwa zylinderförmige ausgebildet ist und an seiner Mantelfläche zumindest teilweise einen Zahnradabschnitt (148) aufweist, und das Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) eine Öffnung (102) aufweist, durch die der Zahnradabschnitt (148) ragt, so dass das Kontaktgehäuse (14) über ein in den Zahnradabschnitt (148) eingreifendes Zahnrad in eine Drehbewegung zum Öffnen oder zum Schließen der Kontakte zwischen den feststehenden Gegenkontakten (26, 28) und den Aufnahmen (22, 24) versetzt werden kann.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktvorrichtungsgehäuse (100) zwei Gehäuse-Halbschalen (100a, 100b) aufweist, das Lager (16) in zumindest einer der beiden Gehäuse-Halbschalen (100b) ausgebildet ist und zumindest eine der beiden Gehäuse-Halbschalen (100a) an einer etwa senkrecht zur Rotationsachse (18) befindlichen Seite die Öffnung (102) für den Zahnradabschnitt (148) des Kontaktgehäuses (14) aufweist.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgehäuse (14) zwei nahezu identisch geformte

Gehäuseschalen (140, 142) aufweist, die zum Montieren des

Kontaktgehäuses jeweils Steckverbindungen (144, 146) und ein Lager für die Kontaktbrücke und die mindestens eine Federklemme

aufweisen.

Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke ein etwa rechteckförmig ausgebildetes Mittelteil aufweist, an dessen kurzen Seiten jeweils eine Aufnahme für einen feststehenden Gegenkontakt (22, 24) vorgesehen ist. 5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

Aufnahmen für die feststehenden Gegenkontakte jeweils als

klauenförmige Gegenkontakt-Aufnahmeteile (22, 24) ausgebildet und jeweils derart ausgerichtet sind, dass sich ihre gegenüberliegenden Klauen in verschieden Ebenen befinden, die parallel zur

Rotationsebene der Kontaktvorrichtung liegen.

6. Drehschalter (12) mit einer rotierenden Kontaktvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.