DE4026779C2 - Kontaktsystem für Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für Leistungsschal­ ter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, das im Kurzschluß­ fall elektrodynamisch öffnet, jedoch auch über ein Schalt­ schloß betätigt werden kann.

Bei einem derartigen bekannten Kontaktsystem für Leistungs­ schalter (DE-PS 37 36 013) sind der Kontaktarm und ein dort als Wippe bezeichneter Auslösehebel, der über eine Gelenk­ verbindung oder einen Schaltarm von einem Schaltschloß be­ tätigt werden kann, beide um eine mit dem Gehäuse verbundene Drehlagerung, die entweder aus einer gemeinsamen Drehachse für Kontaktarm und Auslösehebel bzw. Wippe oder aus einer Drehlagerachse nur für den Kontaktarm und aus einer dazu unmittelbar benachbarten achsparallelen Schneidenlagerung für den Auslösehebel oder die Wippe bestehen kann, drehbar gelagert. Eine zugleich als Kontaktdruckfeder dienende Feder­ anordnung von zwei parallelen Schraubenzugfedern ist dabei mit ihrer Wirkungslinie gegenüber der Drehlagerung von Kontaktarm und Auslösehebel oder Wippe auf der von den zu öffnenden Kontakten abgewandten Seite der Drehlagerung derart seitlich versetzt angeordnet, daß sich beim Auftreten elek­ trodynamischer Kräfte aufgrund von Kurzschlußströmen der am Kontaktarm sitzende bewegliche Kontakt mit dem Kontaktarm unabhängig von der Wippe in die geöffnete Stellung bewegt. Bei dieser Öffnungsbewegung wandert die Wirkungslinie der Zugfedern über den Drehpunkt des beweglichen Kontaktarmes, so daß nach Überschreiten eines bestimmten Öffnungswinkels die Zugfedern die Öffnungsbewegung unterstützen und den Kontakt­ arm mit dem beweglichen Kontakt nach Erreichen des maximalen Öffnungsweges in der geöffneten Stellung halten.

Bei diesem Vorgang behält die Wippe, die über die Gelenkver­ bindung oder den Schaltarm starr mit dem Schaltschloß ver­ bunden ist, ihre Stellung bei. Erst wenn über Schnellauslöser und Schaltschloß die erheblich trägere Schaltung erfolgt, nimmt die Wippe die geöffnete Schaltstellung ein. Dabei wird die Wirkungslinie der Zugfedern durch Abstützpunkte an der Wippe wieder zurück über den Drehpunkt des Kontaktarmes be­ wegt, und das Kontaktsystem ist wieder einschaltbereit.

Bei diesem bekannten Kontaktsystem ist der Kontaktarm mit dem beweglichen Kontakt über die gehäusefeste Drehlagerung hinaus verlängert zur Aufnahme einer Traverse als Gegenlager für die Zugfederanordnung, deren anderes Gegenlager durch nach außen gebogene Laschen der Wippe gebildet wird. Außerdem weist die aus zwei parallelen Hebeln bestehende Wippe einen den dazwi­ schen angeordneten Kontaktarm übergreifenden Quersteg auf, der bei der abwärtsgerichteten Auslösebewegung der Wippe bei einer Betätigung durch das Schaltschloß an einem Anschlag am Kontaktarm zur Anlage kommt und diesen dadurch in die Öff­ nungsstellung bewegt. Bei dem bekannten Kontaktsystem können sich durch eine Verschweißung der Kontakte insofern Schwie­ rigkeiten ergeben, als der Kontaktarm mit dem beweglichen Kontakt durch die Wippe und den diese mit dem Schaltschloß verbindenden Schaltarm um die gehäusefeste Drehlagerachse als Drehpunkt verschwenkt werden muß, wobei der auf dem Festkon­ takt aufliegende bewegliche Kontakt von dem Festkontakt in senkrechter Richtung abgehoben werden muß. Dies ist aber bei verschweißten Kontakten oft nur schwer möglich oder erfordert zumindest aufgrund der bei einer solchen Hebelanordnung vorhandenen Hebelarme eine hohe Auslösekraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kontakt­ system für Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 die Hebelanordnung so auszubilden, daß auch bei ver­ schweißten Kontakten nur eine geringe Kraft zum sicheren öff­ nen des Kontaktsystemes über das Schaltschloß erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil einer zusätzli­ chen Relativbewegung der Kontaktstücke zueinander, die insbesondere dazu dient, bei Kontaktverschweißungen die Schweißstelle bei der Öffnungsbewegung durch Scherkräfte auf­ zubrechen, zusätzlich aber auch den Vorteil hat, daß Abla­ gerungen auf den Kontaktflächen schon bei jedem einzelnen Schaltvorgang durch das Aufeinandergleiten der Kontaktstücke abgetragen werden. Dies wirkt Verschweißungen der Kontakt­ stücke bereits von Anfang an entgegen.

Dadurch, daß die Hebelanordnung als Kniehebelsystem ausge­ bildet ist, bewegt sich bei einer Betätigung des Kontakt­ systems durch das Schaltschloß über den Schaltarm, der auf den Auslösehebel wirkt, zunächst das Kniegelenk des Kniehe­ belsystems von der Kontaktstelle derart weg, daß sich die Entfernung zwischen der Drehlagerachse des Auslösehebels und den Kontaktstücken verringert. Dadurch entsteht eine Relativ­ bewegung zwischen den Kontaktstücken, die aufgrund der Hebelverhältnisse bei geringem Kraftaufwand mit relativ großer Kraft durchgeführt wird. Eine besonders leichtgängige Wirkungsweise eines solchen Kon­ taktsystems ergibt sich weiterhin durch das Merkmal des An­ spruches 2, während durch das Merkmal des Anspruches 3 eine besonders einfache Bauweise eines solchen Kontaktsystems er­ reicht werden kann, insbesondere wenn dieses, wie es an sich aus der DE-PS 37 36 013 vorbekannt ist, mit einem Steckan­ schluß zur Montage an dem das Kontaktsystem aufnehmenden Gehäuse ausgebildet ist.

Ebenso dient auch das Merkmal des Anspruches 4 einer einfa­ chen und kostensparenden Montage eines solchen Kontaktsy­ stems, während durch die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 die Wirkungsweise des Kontaktsystems vervollkommnet wird und jeglichen vorkommenden Anforderungen in einfacher Weise angepaßt werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein in einem geschnitten dargestellten Gehäuse angeordnetes Kontaktsystem mit geschlossenen Kontakten,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Kontaktsystem gemäß Schnittlinie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 das Kontaktsystem in einer ersten Phase beim Öffnen durch das Schaltschloß,

Fig. 4 das Kontaktsystem nach vollständigem Öffnen durch das Schaltschloß und

Fig. 5 das Kontaktsystem in Bereitschaft zum Wiederein­ schalten für eine erneute Kontaktgabe.

In Fig. 1 und 2 ist ein innerhalb eines Gehäuses 1 angeord­ netes Kontaktsystem 2 im geschlossenen Zustand der beiden Kontakte 3, 4 dargestellt. Der feststehende Kontakt 3 ist Teil einer Stromschiene 5, während der bewegliche Kontakt 4 auf einem Kontaktarm 6 angeordnet ist, der im Falle der Kontaktöffnung verschwenkt wird und den dabei entstehenden Lichtbogen in eine Löschkammer 7 führt.

Der Kontaktarm 6 gehört zu einer Hebelanordnung mit einem Auslösehebel 9, der vom Schaltschloß eines nicht gezeigten Leistungsschalters mittels eines Schaltarmes 8 oder einer Gelenkverbindung betätigt werden kann und einen Anschlag für eine Begrenzung der Relativbewegung des an ihm gegen die Kraftwirkung einer Zugfederanordnung 10 verschwenkbar ange­ ordneten Kontaktarmes 6 aufweist.

Die Hebelanordnung ist als ein Kniehebelsystem ausgebildet, bei dem der Auslösehebel 9 mit seinem einen Ende an einer mit dem Gehäuse 1 verbundenen Drehlagerachse 11 angelenkt ist und zwischen dieser Drehlagerachse 11 und der Anlenkungsstelle 12 für den Schaltarm 8, der am anderen freien Ende des Auslöse­ hebels 9 angreift, ein Kniegelenk 13 aufweist, das die Drehachse für den Kontaktarm 6 bildet. Diesem Kniegelenk 13 ist ein die Relativbewegung des Kontaktarmes 6 um das Kniege­ lenk 13 begrenzender Knickanschlag 14 zugeordnet, der so ausgebildet ist, daß der Kontaktarm 6 erst nach einer durch die Verschwenkung des Auslösehebels 6 mittels des Schaltarmes 8 bewirkten Abscherbewegung den beweglichen Kontakt 4 von dem festen Kontakt 3 abhebt.

Hierfür ist der Auslösehebel 9 zwischen der Drehlagerachse 11 und dem Kniegelenk 13 mit einer dazu parallel versetzten radialen Anschlagfläche 15 versehen, an der der Kontaktarm 6 nach einer Einknickbewegung, die durch eine Verschwenkung des Auslösehebels 9 mittels des Schaltarmes 8 vom Schaltschloß her bewirkt worden ist, mit einem endseitigen, zur Seite hervorspringenden Gegenanschlag 16 derart zur Anlage kommt, daß der Kontaktarm 6 bei einer weiteren Verschwenkung des Auslösehebels 9 durch den Schaltarm 8, da er nun gegenüber dem Auslösehebel 9 nicht mehr weiter einknicken kann, durch diesen mitgenommen wird und von dem festen Kontakt 3 abhebt.

Bei der Drehlagerung für den Auslösehebel 9 handelt es sich um eine Lagerstelle, die von einem Silbermantelstift als Drehlagerachse 11 gebildet wird, der in zwei Laschen 24, 25 der Leiterbahn 26 gehalten ist, die, wie weiter unten näher beschrieben, im Gehäuse 1 arretiert ist. Der Gegenanschlag 16 begrenzt die Relativbewegung. Er ist erforderlich, damit das Kniegelenk 13 nicht voll durchknickt, sondern eine Schwenkbe­ wegung des Kontaktarmes 6 zur Kontaktöffnung eingeleitet wird.

Wie in den Darstellungen von Fig. 1 und 3 gezeigt ist, wird der Kontaktarm 6 durch die getrennte Anordnung der Drehlager­ achse 11 für den Auslösehebel 9 und der Drehachse für den Kontaktarm 6 am Kniegelenk 13 des Kniehebelsystems und durch die sich dadurch ergebenden Hebelverhältnisse bei der Betäti­ gung des Auslösehebels 9 durch den Schaltarm 8 nicht senk­ recht von dem Festkontakt 3 abgehoben, sondern schon zu Beginn der Abwärtsverschwenkung des Auslösehebels 9 durch die Verlagerung des Kniegelenkes 13 und die damit verbundene Verkürzung des Abstandes zwischen der Drehlagerachse 11 und dem beweglichen Kontakt 4 mit seinem beweglichen Kontakt 4 gegenüber dem Festkontakt 3 derart seitlich verschoben, daß der bewegliche Kontakt 4 bei der Abwärtsverschwenkung des Auslösehebels 9 sich zunächst mit seiner außenliegenden Querkante 17 am Festkontakt 3 abstützt, hierdurch von dem Festkontakt 3 gewissermaßen weggehebelt, gleichzeitig aber durch die weitere Verschwenkung des Auslösehebels 9 gegenüber dem Festkontakt 3 derart parallel verschoben wird, daß zusätzlich zu dem Abhebeln auch eine Abscherbewegung zwischen den Kontakten 3, 4 eintritt, durch die die Verschweißung zwischen den Kontakten 3, 4 aufgebrochen und dafür gesorgt wird, daß das Kontaktsystem auch bei verschweißten Kontakten ohne großen Kraftaufwand leicht geöffnet werden kann.

Wie in Fig. 1 bis 5 weiterhin zu erkennen ist, ist die aus zwei parallelen Zugfedern 18, 19 bestehende Zugfederanordnung 10 zwischen Kontaktarm 6 und Auslösehebel 9 so angeordnet, daß das eine Gegenlager 20 der Zugfederanordnung 10 mit der gehäusefesten Drehlagerachse 11 für den Auslösehebel 9 im wesentlichen zusammenfällt, während sich das andere Gegenla­ ger 21 der Zugfederanordnung 10 am Kontaktarm 6 zwischen dem Kniegelenk 13 und dem freien Ende 22 des Kontaktarmes 6, an dem der Schaltarm 8 angreift, befindet. Die Zugfederanordnung 10 ist in Bezug auf das Kniegelenk 13 außerdem derart seit­ lich versetzt angeordnet, daß die Wirkungslinie 23 der Zugfederanordnung 10 bei geschlossenem Kontakt auf der Seite zwischen den Kontakten 3, 4 und dem Kniegelenk 13 (Fig. 1 und 3) verläuft und erst während der Öffnungsbewegung (Fig. 4) über das Kniegelenk 13 zur gegenüberliegenden Seite von den Kontakten 3, 4 nach außen wandert.

Die gehäusefeste Drehlagerachse 11 für den Auslösehebel 9 ist an zwei parallelen Laschen 24, 25 einer Leiterbahn 26 befe­ stigt, die von der Wandung des Gehäuses 1 hervorstehen, und an denen als Gegenlager 20 für die Zugfederanordnung 10 zwei Lagerzapfen 27, 28 vorgesehen sind, die neben der Drehlager­ achse 11 für den Auslösehebel 9 von den Laschen 24, 25 derart zur Seite ragen, daß der Drehpunkt für die Zugfederanordnung 10 im wesentlichen mit der gehäusefesten Drehlagerachse 11 für den Auslösehebel 9 zusammenfällt.

Als Gegenlager 21 für die beiden parallelen Zugfedern 18, 19 am Kontaktarm 9 ist ein Querbolzen 29 vorgesehen, der am Kontaktarm 6 in einen abgewinkelten, endseitig offenen Einhängeschlitz 30 eingesetzt ist und endseitige Einhängenu­ ten 31, 32 für die beiden endseitigen Einhängebügel der Zugfedern 19, 20 aufweist.

An der Unterseite des Auslösehebels 9 befindet sich nahe dem Kniegelenk 13 ein weiterer, parallel dazu verlaufender radialer Anschlag 33 für einen von dem Kontaktarm 6 hervor­ stehenden Gegenanschlag 34, an dem der Gegenanschlag 34 (Fig. 4) des Kontaktarmes 6 nach Überschreiten der Totpunkt­ lage zwischen Auslösehebel 9 und Kontaktarm 6 beim Nieder­ drücken des Auslösehebels 9 durch den Schaltarm 8 oder auch im Kurzschlußfall zur Anlage kommt.

Dabei bildet die untere Gehäusewandung 35 oder ein ähnliches Teil des Kontaktsystems einen gehäusefesten Anschlag für den Kontaktarm 6, an dem dieser bei einer weiteren Verschwenkung durch den Schaltarm 8 um das Kniegelenk 13 in seiner maxima­ len Öffnungsstellung von Fig. 4, zur Anlage kommt und gegen­ über dem Auslösehebel 9 so weit zurückverschwenkt wird, daß der Kontaktarm 6 nach Überwindung der Totpunktlage gegenüber dem Auslösehebel 9 wieder zur Anlage am Knickanschlag 14 des Auslösehebels 9 gelangt und sich somit (Fig. 5) wieder in einer vorgespannten Stellung für ein erneutes Schließen der Kontakte befindet.

Claims (6)

1. Kontaktsystem für Leistungsschalter, das im Kurzschluß­ fall elektrodynamisch öffnet, jedoch auch über ein Schaltschloß betätigt werden kann, bestehend aus einem festen Kontakt und einem beweglichen Kontakt, die in einem Gehäuse zwischen einer Leiterbahn und einer Stromschiene angeordnet sind, wobei der bewegliche Kontakt auf einem Kontaktarm angeordnet ist, der Teil einer Hebelanordnung ist, die weiter aus einem vom Schaltschloß mittels eines Schaltarmes verschwenkbaren Auslösehebel mit einem Anschlag für den gegenüber dem Auslösehebel gegen die Kraftwirkung einer Zugfederanordnung verschwenkbaren Kontaktarm besteht, wobei die als Kontaktdruckfeder wirkende Zugfederanordnung mit ihrer Wirkungslinie in Bezug auf eine Drehachse zwischen Kontaktarm und Auslösehebel derart seitlich versetzt angeordnet ist, daß die Wir­ kungslinie bei der Öffnungsbewegung des Kontaktarmes nach Durchlaufen einer Totpunktlage über die Drehachse wandert, so daß die Zugfederanordnung nach überschreiten eines bestimmten Öffnungswinkels die Öffnungsbewegung des Kontaktsystems unterstützt und den Kontaktarm nach Erreichen des maximalen Öffnungsweges in der geöffneten Stellung hält, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hebelanordnung als ein Kniehebelsystem ausgebildet ist, bei dem der Auslösehebel (9) mit seinem einen Ende an einer mit dem Gehäuse (1) verbundenen Drehlagerachse (11) angelenkt ist und zwischen dieser Drehlagerachse (11) und der Anlenkungsstelle (12) des Schalt­ armes (8) am anderen freien Ende (22) des Auslösehebels (9) ein die Drehachse für den Kontaktarm (6) bildendes Kniegelenk (13) mit einem die Relativbewegung des Kontaktarmes (6) um das Kniegelenk (13) begrenzenden Knickanschlag (14) derart aufweist, daß der Kontaktarm (6) erst nach einer durch die Verschwenkung des Auslöse­ hebels (9) mittels des Schaltarmes (8) bewirkten Ab­ scherbewegung den beweglichen Kontakt (4) von dem festen Kontakt (3) abhebt.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zugfederanordnung (10) zwischen Kontaktarm (6) und Auslösehebel (9) derart angeordnet ist, daß das eine Gegenlager (20) der Zugfe­ deranordnung (10) mit der gehäusefesten Drehlagerachse (11) für den Auslösehebel (9) im wesentlichen zusammen­ fällt, daß sich das andere Gegenlager (21) der Zugfeder­ anordnung (10) am Kontaktarm (6) zwischen dem Kniegelenk (13) und dem freien Ende des Kontaktarmes (6) befindet, und daß die Zugfederanordnung (10) in Bezug auf das Kniegelenk (13) derart seitlich versetzt angeordnet ist, daß die Wirkungslinie (23) der Zugfederanordnung (10) bei geschlossenem Kontakt auf der Seite zwischen den Kontakten (3, 4) und dem Kniegelenk (13) verläuft und erst während der Öffnungsbewegung über das Kniegelenk (13) zur gegenüberliegenden Seite nach außen wandert.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäusefeste Drehlagerachse (11) für den Auslösehebel (9) an von der Wandung des Gehäuses (1) hervorstehenden Laschen (24, 25) der Leiterbahn (26) befestigt ist, und daß seitlich neben der Drehlagerachse (11) von den Laschen (24, 25) Lagerzapfen (27, 28) als Gegenlager (20) für die Zugfe­ deranordnung (10) derart zur Seite ragen, daß der Drehpunkt für die Zugfederanordnung im wesentlichen mit der gehäusefesten Drehlagerachse (11) für den Auslösehe­ bel (9) zusammenfällt.

4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zugfederanordnung (10) aus zwei parallelen Zugfedern (18, 19) besteht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gegenlager (21) für die Zugfedern (18, 19) am Kontaktarm (6) aus einem quer zum Kontaktarm (6) in einen abgewinkelten, endseitig offenen Einhängeschlitz (30) eingesetzten Querbolzen (29) mit endseitigen Einhängenuten (31, 32) für die beiden Zugfe­ dern (18, 19) besteht.

5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Aus­ lösehebel (9) an seiner Unterseite nahe dem Kniegelenk (13) einen parallel zu dessen Drehachse ausgerichteten zweiten Anschlag (33) für einen vom Kontaktarm (6) hervorstehenden Gegenanschlag (34) aufweist, an dem der Gegenanschlag (34) des Kontaktarmes (6) nach Überschrei­ ten der Totpunktlage zwischen Auslösehebel (9) und Kontaktarm (6) beim Niederdrücken des Auslösehebels (9) durch den Schaltarm (8) oder im Kurzschlußfall in einer gestreckten Stellung des Kontaktarmes (6) in Bezug auf den Auslösehebel (9) zur Anlage kommt.

6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ge­ häusewandung (35) oder ein ähnliches Teil des Kontaktsy­ stems (2) einen gehäusefesten Anschlag für den Kontakt­ arm (6) in dessen maximaler Öffnungsstellung derart bildet, daß der Kontaktarm (6) bei seiner Anlage an dem gehäusefesten Anschlag gegenüber dem Auslösehebel (9) bei dessen weiterer Verschwenkung durch den Schalthebel (8) um das Kniegelenk (13) so weit zurückverschwenkt wird, daß der Kontaktarm (6) nach Überwindung der Totpunktlage gegenüber dem Auslösehebel (9) wieder zur Anlage an dem Knickanschlag (14) des Auslösehebels (9) gelangt und sich somit in einer vorgespannten Stellung für ein erneutes Schließen der Kontakte (3, 4) befindet.