DE102006034818B3 - Electrical switching arrangement contact system for manipulating time and speed of contact opening, comprises motor drive, where adjustment is identified over motor drive that loads bearing to contact force spring with adjustment moment - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem einer elektrischen Schaltanordnung mit einem elektromagnetischen Kontaktantrieb zur Betätigung mindestens eines Bewegtkontakts. Bei solchen Anordnungen wirkt mindestens ein Festkontakt mit mindestens einem Bewegtkontakt zusammen, und es wird mindestens eine die Kontaktschließkraft verstärkenden Kontaktkraftfeder eingesetzt, die zwischen einem Festlager und dem Bewegtkontakt abgestützt ist.The The invention relates to a contact system of an electrical switching arrangement with an electromagnetic contact drive for actuation at least a moving contact. In such arrangements acts at least one Fixed contact with at least one moving contact together, and it becomes at least one the contact closing force reinforcing contact force spring used, which is supported between a fixed bearing and the moving contact.
Bei solchen Kontaktsystemen sind Maßnahmen bekannt, den Zeitpunkt und die Geschwindigkeit der Kontaktöffnung zu manipulieren.at Such contact systems are measures known, the timing and speed of contact opening too manipulate.
Das vorrangige Motiv dabei ist, dass das Öffnen der Kontakte beschleunigt wird, meistens auch unter Wirkung eines erhöhten Stroms. Damit ist der Effekt verbunden, dass ein Schaltlichtbogen nur kürzere Zeit brennt, so dass die thermische Belastung der Kontakte geringer ist und dem Verschweißen der Kontakte vorgebeugt ist.The primary motive here is that it speeds up the opening of contacts is usually under the effect of increased current. This is the effect connected, that a switching arc only burns for a shorter time, so that the thermal load on the contacts is lower and the welding of the contacts is prevented.
Neben
elektrischen (Einsatz eines Strombegrenzungselements, wie in
Man
kann dazu die Höhe
eines Überstroms oder
Kurzschluss-Stroms als Schwelle wählen, wobei die Kontaktöffnung dann
erst erfolgt, wenn die Schwelle erreicht oder überschritten ist. Als Mittel
zu schnellen Öffnung
im Überlastbereich
kann beispielsweise ein Schnellauslöser eingesetzt werden (z.B.
Weiterhin
kann durch Ausbildung der zu den Kontakten führenden Stromschienen eine
Strombahn ausgebildet werden, in der – induziert durch den Strom – eine Anziehungskraft
zwischen den Stromschienen aufgebaut wird, die ebenfalls bewirkt,
dass die Kontakte erst bei höheren
Strömen
aufschleudern (Beispiel
Andere
bekannte Maßnahmen
sind der Einsatz von Strombegrenzungselementen in der Strombahn,
wobei sich beim Öffnen
der Kontakte der Widerstand sprungartig verändert. Ein solches Element kann
ein auf Druck veränderlicher
elektrischer Widerstand sein. Es wird der Druck ausgenutzt, den
die Kontakte aufeinander ausüben
(
Als
elektrodynamische Maßnahmen
sind schon zusätzliche
(Hilfs-)Magnetsysteme in der Strombahn vorgeschlagen worden (
Bekannt
sind Verzögerungseinrichtungen, die
bei Betätigung
der Schalteinrichtung die Wirkung auf den beweglichen Kontakt verzögern. Solche
Einrichtungen können
als Zeitrelais ausgebildet sein, oder auch auf einem mechanischen
Prinzip beruhen, wo die Verzögerung
des Einschalt- und auch des Ausschaltvorgangs durch Inbewegungsetzen
einer rotierenden Masse erfolgt (
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung vorzuschlagen, mit der die Kontaktschließkraft auf den Bewegtkontakt und/oder der Durchhub des Bewegtkontakts mit einfachen Mitteln einstellbar ist.Of the Invention is therefore based on the object to propose an arrangement with the contact closure force on the moving contact and / or the passage of the moving contact with simple means is adjustable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.The The object is achieved by the characterizing features of the independent claim, while the dependent claims advantageous developments of the invention can be seen.
Der Kern der Erfindung ist, dass die Verstellung über einen motorischen Antrieb vornehmbar ist, welcher mindestens ein Lager der Kontaktkraftfeder beaufschlagt, was zu einer Veränderung der Lagerposition führt. Die Anordnung kann so ausgebildet sein, dass das Festlager der Kontaktkraftfeder und/oder die Abstützung der Kontaktkraftfeder am Bewegtkontakt zu beaufschlagen ist. Zur Vermittlung der motorischen Kraft ist ein Angriffelement vorgesehen, welches entweder rotatorisch oder translatorisch bewegt wird.Of the The core of the invention is that the adjustment via a motor drive is vornehmbar, which acts on at least one bearing of the contact force spring, what a change the storage position leads. The arrangement may be designed so that the fixed bearing of the contact force spring and / or the support the contact force spring is to act on the moving contact. to Imparting the motor force is an attack element provided which is moved either rotationally or translatorily.
Geeignete
mikromotorische Antriebe sind bekannt. Diese sind extrem leistungsarm.
Es werden zwei typische Mikromotoren zum Einsatz für die Erfindung
vorgeschlagen, ohne jedoch andere auszuschließen. Es handelt sich dabei
um einen piezoelektrischen Aktor oder um einen Antrieb auf Basis
eines berührungslos
beweglichen Bauteils beruht, welches durch Ab stoßungskräfte seine Bewegungskomponente
erfährt.
Letzterer ist in
Das
Prinzip eines piezoelektrischen Aktors besteht darin, dass bei Beaufschlagung
eines piezoelektrischen Schwingungsgenerators und eines Resonanzkörpers mit
einem Spannungsimpuls der Resonanzkörper Hübe von wenigen Mikrometern
vollführt.
Ein piezoelektrischer Aktor kann beispielsweise ein Gerät sein,
welches in einer der Veröffentlichungen
Unter zu Hilfenahme einer Art Rutschkupplung lassen sich fortschreitende Vorwärts- oder Rückwärtsbewegungen erzeugen.Under with the help of a kind of slip clutch can be progressive forward or backward movements produce.
Die lineare Bewegung des piezoaktiven Elements kann auf den Umfang eines Antriebsrads übertragen werden, so dass die Bewegung des piezoaktiven Elements in eine Drehbewegung des Antriebsrads und seiner Achse überführbar ist. Durch die Reibung zwischen Kontaktfläche des Resonanzkörpers und der Oberfläche des Antriebsrads kommt ein Vortrieb zustande. Je nach Anregung des Resonanzkörpers kommt es zu einer rechts- oder einer linksdrehenden Bewegung des Antriebsrads und somit zu einer Vorwärts- oder einer Rückwärtsdrehung der als Antriebswelle wirkenden Achse des Antriebsrads.The Linear motion of the piezoactive element may be on the perimeter of a Transfer drive wheel so that the movement of the piezoactive element in a rotary motion the drive wheel and its axis can be transferred. By the friction between contact surface of the sound box and the surface the drive wheel is a propulsion. Depending on the suggestion of the soundboard it comes to a clockwise or a left-handed movement of Drive wheel and thus to a forward or a reverse rotation acting as the drive shaft axis of the drive wheel.
Unter Aktuatoren werden Elemente verstanden, die pro Arbeitszyklus die Ausdehnung der Piezokeramik nur einfach ausnutzen. Teilweise verstärken Hebelmechanismen den erreichbaren Hub. Der Hub eines Aktuators ist somit begrenzt.Under Actuators are understood to be elements that per cycle Only use expansion of the piezoceramic. Partially reinforcing lever mechanisms the reachable hub. The stroke of an actuator is thus limited.
Unter Piezo-Motoren werden Systeme verstanden, die den Hub des Piezoelements mehrfach nacheinander ausführen können, um Bewegung ohne Hubbeschränkung zu erhalten. Motoren haben somit einen unbegrenzten Hub.Under Piezo motors are understood to be systems that control the stroke of the piezo element Run several times in succession can, to move without lifting restriction to obtain. Engines thus have an unlimited stroke.
Typische technische Kenndaten eines piezoaktiven Aktors haben eine Betriebsspannung von ca. 30 VDC und einen Betriebsstrom von ca. 100–200 mA.typical technical characteristics of a piezoactive actuator have an operating voltage of approx. 30 VDC and an operating current of approx. 100-200 mA.
Das Angriffelement kann vom Mikromotor translatorisch oder rotatorisch beaufschlagt werden. Bei einer Anordnung mit linear, translatorischer Bewegung kann ein Keil vorgesehen sein, der zwischen einer Unterlage und der Kontaktkraftfeder hin- und hergeschoben wird.The Attack element can translationally or rotationally from the micromotor be charged. In an arrangement with linear, translatory Movement may be provided a wedge between a pad and the contact force spring is pushed back and forth.
Bei einer Anordnung mit rotatorischer Bewegung kann das Angriffelement als rotatorisch bewegbare Rampe ausgebildet sein.at an arrangement with rotational movement, the attack element be designed as a rotatably movable ramp.
Die Erfindung kann bei einen einfach unterbrechenden oder einem doppelt unterbrechenden Kontaktsystem eingesetzt werden. Einfach unterbrechende Systeme sind meistens solche mit drehpunktgelagertem Kontaktarm, die im folgenden als besondere Ausführungsform näher dargestellt sind. Die mindestens eine Kontaktkraftfeder wird zwischen einem Gegenlager und einem Auflagepunkt auf dem Bewegtkontakt eingespannt. Das Gegenlager für die Kontaktkraftfeder kann in einem Gehäuseteil der Kontaktanordnung oder in der Schaltwelle des Kontaktsystems angeordnet.The Invention can be a single-break or a double interrupting contact system are used. Simply interrupting Systems are usually those with a pivot-mounted contact arm, which is shown in more detail below as a special embodiment are. The at least one contact force spring is between a Counter bearing and a support point clamped on the moving contact. The counter bearing for the contact force spring may be in a housing part of the contact arrangement or arranged in the switching shaft of the contact system.
Insbesondere bei einem nullpunktlöschenden Kontaktsystem ist es von Vorteil, wenn die Kontaktschließkraft parallel zum Kurzschlussstromanstieg erhöht werden kann.Especially at a zero-point extinguishing Contact system, it is advantageous if the contact closing force in parallel increased to short-circuit current increase can be.
Die Höhe der Kontaktschließkraft wird vom Anwender eingestellt oder nachgeregelt, wobei diese weicher oder härter einstellbar ist und dadurch eine Zuordnung zur Höhe des Überstroms vorgenommen wird. Die Einstellung lässt sich insbesondere dann vornehmen, wenn durch Abbrand der Kontakte die Abstände der Kontakte verändert sind.The height of Contact closing force is adjusted or readjusted by the user, whereby these are softer or harder is adjustable and thereby an assignment is made to the amount of overcurrent. The setting leaves in particular, make if by burning the contacts the distances the contacts changed are.
Es sind Einrichtungen bekannt, mit denen die Stärke des Abbrands automatisch erfasst werden kann. Mit Einsatz einer solchen Einrichtung lässt sich der Durchhub auch automatisch erfassen und nachregeln.It Facilities are known that allow the power of burning down automatically can be detected. With the use of such a device can be the Lifting also automatically detect and readjust.
Die Ansteuerung wird aus der Schalterelektronik vorgenommen, wobei der Antrieb drahtgebunden, aber auch drahtlos angesteuert werden kann.The Control is made from the switch electronics, the Drive wired, but can also be controlled wirelessly.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following explained with reference to the figures Embodiments.
Diese zeigen im EinzelnenThese show in detail
Dargestellt
ist schematisch ein Kontaktsystem mit einem feststehenden Kontakt
Ein zum Kontaktsystem gehörender elektromechanischer oder elektronischer Kurzschlussauslöser ist nicht näher dargestellt.One belonging to the contact system electromechanical or electronic short-circuit release not closer shown.
Die
Aktorik besteht aus einem Sensoreingang
Der
Mikromotor
In
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Legal Events
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: EATON INDUSTRIES GMBH, 53115 BONN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150203 |