[0001] Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für strombegrenzende Schutzschalter
im Niederspannungsbereich, insbesondere für strombegrenzende Leistungsschalter, nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Aus der Druckschrift EP 0314540 B1 ist eine derartige Kontaktanordnung für einen
Niederspannungs-Mehrpol-Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse bekannt, das eine
mittels im Gehäuse eingearbeiteter Gleitlager um eine feststehende Querachse drehbare
Schaltwelle aufweist, wobei die Achse senkrecht zur längsverlaufenden Mittelebene
jeden Pols steht. Jeder Pol umfasst zwei mit Anschlussschienen verbundene feststehende
Kontakte, eine Drehkontaktbrücke, die sich entlang der Mittelebene in einer spielbehafteten
Aufnahme der Schaltwelle erstreckt und einander gegenüberliegende Kontaktstücke aufweist,
die in Einschaltstellung mit den feststehenden Kontakten zusammenwirken, und zwei
im Inneren der Schaltwelle angebrachte Zugfedern, die auf die Kontaktbrücke einwirken
und so einen festgelegten Kontaktdruck der Kontaktstücke auf die feststehenden Kontakte
gewährleisten, wobei eines der Enden jeder Zugfeder mit einem Mitnehmerelement der
Schaltwelle zusammenwirkt. Die beiden Federn sind in der Aufnahme für die Kontaktbrücke
montiert, wobei das andere Ende jeder Feder an einem Befestigungselement der Kontaktbrücke
angebracht ist. Die beiden Befestigungselemente bzw. Mitnehmerelemente der beiden
Federn stehen sich in Bezug auf eine-gedachte Drehachse der Kontaktbrücke bzw. die
feststehende Querachse der Schaltwelle diametral gegenüber. Diese Anordnung der Federn
gewährleistet eine freie Verschiebbarkeit der gedachten Drehachse der Kontaktbrücke
in Bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle und ermöglicht gleichzeitig
ein Kraftmoment zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdruckes sowie eine elastische
Positionierung der Kontaktbrücke mit zwei translatorischen Freiheitsgraden, wobei
die Kontaktbrücke durch die selbstzentrierende Wirkung der Federn auf der Mittelebene
in einer Gleichgewichtsposition gehalten wird. Die Anschlussschienen mit den feststehenden
Kontakten sind schleifenförmig ausgebildet, so dass sie, wenn sie von einem Kurzschlussstrom
durchflossen werden, eine die Kontaktbrücke entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern
in Richtung einer Abstoßstellung zurückstoßende, elektrodynamische Kräfte erzeugen.
Bei einer derartigen Kontaktanordnung besteht die Gefahr, dass die bei Kurzschluss
durch elektrodynamische Kräfte aufgeschleuderte bewegliche Kontaktbrücke ihren Anschlag
beschädigt oder zu schnell zurückfällt, was zu unerwünschten Wiederzündungen von Lichtbögen
und/oder Kontaktverschweißungen führen kann.
[0003] Aus der Druckschrift EP 0560697B1 ist ein Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer
Kontaktanordnung pro Pol bekannt, die zu beiden Seiten der Kontaktbrücke, die sich
in der Mittelebene des Pols erstreckt, mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten
Paaren von Zugfedern ausgestattet ist. Die Federn sind symmetrisch auf beiden Seiten
der Drehachse der Kontaktbrücke angeordnet und weisen jeweils ein an der Kontaktbrücke
gelagertes Ende auf. Zum Abbremsen und gegebenenfalls Festhalten der von den feststehenden
Kontakten elektrodynamisch abgestoßenen Kontaktbrücke ist ein entgegengesetztes Ende
der genannten Federn auf den Enden jeweils einer gleitend verschiebbar in einer Rastkerbe
der Schaltwelle angeordneten, als Querachse ausgebildeten Stange gelagert und weist
die Kontaktbrücke symmetrisch zu ihrer Drehachse ein Paar Steuerkurven auf, die so
ausgelegt sind, dass sie im Endabschnitt des Abstoßungshubs der Kontaktbrücke mit
jeweils einer der Stangen zusammenwirken, um die Bewegung der Kontaktbrücke abzubremsen.
Die Stangen sind in den Rastkerben begrenzt verschiebbar gelagert, wobei die diametral
gegenüberliegenden Rastkerben annähernd entlang der Wirklinie der zugeordneten Federn
verlaufen. Die Federn gewährleisten eine elastische Positionierung der Kontaktbrücke
in der Aussparung der Schaltwelle und definieren dabei eine fiktive Drehachse der
Kontaktbrücke in Bezug auf die Schaltwelle. Das Profil der gegenüber den beweglichen
Kontaktstücken angeordneten Steuerkurven bewirkt eine Verschiebung der Stangen in
der Rastkerbe sowie eine der Schwenkbewegung der Kontaktbrücke in Richtung der Abstoßstellung
entsprechende kontinuierliche Spannung der Federn mit einer Speicherung der Energie
in den Federn. Das Profil der Steuerkurven kann so ausgelegt werden, dass die Kontaktbrücke
in der Abstoßstellung verrastet; wobei die drehbar gelagerte Schaltwelle durch einen
Betätigungsmechanismus des Leistungsschalters betätigt wird und der Öffnungshub der
Kontaktbrücke so begrenzt ist, dass die Drehung der Schaltwelle während der Ausschaltbewegung
ein Abheben der Stangen von den Steuerkurven bewirkt. Während der Schwenkbewegung
der Kontaktbrücke in Richtung der Abstoßstellung verschiebt sich die Wirklinie jeder
Feder und verkürzt dabei den Hebelarm, wodurch das von den Federn auf die Kontaktbrücke
ausgeübte Rückstell-Kraftmoment verringert wird. Nachteilig bei dieser Kontaktanordnung
sind das zusätzliche Erfordernis der beweglich zu lagernden Stangen und die unzureichende
Bremswirkung bei hohen Abstoßkräften infolge der geringen Reibflächen sowie Reibkoeffizienten
zwischen den Stangen aus Stahl und der Kontaktbrücke aus Kupfer.
[0004] Bei einer Kontaktanordnung nach Druckschrift EP-0978858-A2 greifen vier für den Kontaktdruck
zuständige Zugfedern zwischen Rastkerben der Drehkontaktbrücke und an der Schaltwellen
angelenkten Laschen an, die in der Weise verschwenken können, dass die elektrodynamisch
aufgeschleuderte Kontaktbrücke nicht wieder selbständig in die geschlossene Stellung
zurückfallen kann. Bei einer Kontaktanordnung nach Druckschrift WO-9962092-A1 greifen
vier für den Kontaktdruck zuständige Zugfedern zwischen vier Stangen an. Zwei der
Stangen sind in Aufnahmen der Schaltwelle gelagert und greifen direkt an der Drehkontaktbrücke
an. Die anderen beiden Stangen sind verschieblich in Schlitzen der Schaltwelle geführt
und greifen in gelenkig mit der Kontaktbrücke verbunden Laschen ein, die ebenfalls
bewirken, dass die elektrodynamisch aufgeschleuderte Kontaktbrücke nicht wieder selbständig
in die geschlossene Stellung zurückfallen kann. Nachteilig bei diesen beiden Lösungen
ist, dass einerseits kosten- und fertigungsaufwendig mit der Schaltwelle zu verbindende
Laschen erforderlich sind und dass anderseits durch die erzwungene Festhaltung der
Kontaktbrücke in der aufgeschleuderten Stellung ein mit derartigen Kontaktanordnungen
ausgestatteter Schutzschalter nicht für selektive Schalteranordnungen geeignet ist.
[0005] Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in einer vereinfachten Kontaktanordnung mit
verbessertem Verzögerungsverhalten der elektrodynamisch aufgeschleuderten Drehkontaktbrücke.
[0006] Ausgehend von einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst,
während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen
sind.
[0007] Durch die kraftschlüssige Wirkverbindung zwischen einem Verbindungsstück an den ersten
Enden des jeweils einen, als U-förmige Doppelzugfeder ausgebildeten Zugfederpaares
und Verlängerungen federnder Elemente wird die elektrodynamisch abgestoßene Kontaktbrücke
in ihrer Bewegung gebremst bzw. gehemmt. Durch das Abbremsen der beschleunigten Kontaktbrücke
wird insgesamt eine Verzögerung in der Weise erreicht, dass ein Rückfallen der Kontaktbrücke
in die Einschaltstellung rechtzeitig vor dem endgültigen Öffnen der Kontaktanordnung
durch auslösende Schutzorgane verhindert wird. Die Hemmfunktion ist durch konstruktive
Gestaltung und/oder Bemessung der Verlängerungen und/oder Verbindungselemente in dem
Sinne beeinflussbar, dass sie das Zurückfallen in die Einschaltstellung stärker beeinflusst
als den Übergang in die Abstoßstellung. Beim Zurückfallen der elektrodynamisch abgestoßenen
Kontaktbrücke in Richtung Einschaltstellung wirkt die vorstehend beschriebene kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Verbindungsstücken und den Verlängerungen hemmend auf die
vom Endanschlag zurückgestoßene und durch die Federkraft beschleunigte Kontaktbrücke
. Die vorgeschlagene Kontaktanordnung benötigt zur Bewirkung der genannten Brems-
bzw. Hemmwirkung keine technologisch aufwendig herzustellenden und zu befestigenden
Teile. Mit derartigen Kontaktanordnungen ausgestattete Schutzschalter sind mit Vorteil
für strombegrenzende Schutzschalter geeignet, die beim Auftreten eines übermäßig hohen
Stromes, insbesondere eines Kurzschlussstromes, in Verbindung mit auslösenden Schutzorganen
entweder selbst abschalten oder innerhalb einer Schalteranordnung aus hinsichtlich
ihrer Kurzschlussstrom-Tragfähigkeit selektiv gestaffelten Schutzschaltern durch einen
anderen Schutzschalter vom Kurzschlussstrom getrennt werden.
[0008] Ein vorteilhaftes Hemmverhalten für die Kontaktbrücke ergibt sich dann, wenn mittels
konstruktiver Gestaltung und/oder Bemessung der Verlängerungen und/oder der Verbindungsstücke
ein zwischen Einschaltstellung und Abstoßstellung bzw. in umgekehrter Richtung zu
überwindendes Kraftmaximum vorhanden ist. Eine zur Erzielung eines wechselnden Kraftverlaufs
vorteilhafte Weiterbildung besteht in der stufenartigen Ausbildung der Verlängerungen.
Die stufenartige Ausbildung kann zu einer Rastverbindung am Ende der Abstoßbewegung
zwischen den Verbindungsstücken und den Verlängerungen weitergebildet werden, wodurch
die aufgeschleuderte Kontaktbrücke nach Erreichen ihrer Abstoßstellung festgehalten
wird, bis sie beim endgültigen Öffnen der Kontaktanordnung durch auslösende Schutzorgane
des Schutzschalters aus dieser Raststellung gelöst wird.
[0009] Vorteilhafterweise lagern die Zugfedern mit den Verbindungsstücken in an der Kontaktbrücke
ausgebildeten ersten Kerben.
[0010] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Zugfedernpaare
an ihren zweiten, freien Enden mit den Verlängerungen ausgestattet und vorzugsweise
durch eine Stahlstift in der Schaltwelle gelagert sind.
[0011] Eine dazu alternative Weiterbildung der Erfindung besteht darin, das die Verlängerungen
an Zusatzfedern ausgebildet sind, die in U-förmiger Ausbildung vorzugsweise zusammen
mit den zweiten Enden der Zugfederpaare über ösenartige Ausbildungen durch Stahlstifte
in der Schaltwelle gelagert sind.
[0012] Vorzugsweise greifen die Verlängerungsstücke von der Querachse aus gesehen unter
die Verbindungsstücke, allerdings ist auch die umgekehrte Anordnung möglich.
[0013] Zur Gewährleistung sicherer Bewegungsabläufe der Kontaktbrücke ist diese mit einem
Langloch versehen, durch die eine in der Querachse der Schaltwelle verlaufende feststehende
Lagerachse geführt ist. Durch die polweise Zusammensetzung der Schaltwellen aus polweise
zugeordneten Schaltwellensegmenten ist die Kontaktanordnung für modular zusammensetzbare
Schutzschalter geeignet.
[0014] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand
von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
- Fig. 1:
- eine perspektivisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung
in Einschaltstellung;
- Fig. 2 bis 3:
- die beweglichen Teile der Kontaktanordnung gemäß Fig. 1 in Einschaltstellung, und
zwar Fig. 2 von vorn, demgegenüber Fig. 3 von links und Fig. 4 im Schnitt A-A;
- Fig. 5 bis 7:
- die beweglichen Teile der Kontaktanordnung gemäß Fig. 1 im Verlauf der elektrodynamischen
Abstoßung, und zwar Fig. 5 von vorn, demgegenüber Fig. 6 von links und Fig. 7 im Schnitt
B-B;
- Fig. 8 bis 10:
- die beweglichen Teile der Kontaktanordnung gemäß Fig. 1 am Ende der elektrodynamischen
Abstoßung, und zwar Fig. 8 von vorn, demgegenüber Fig. 9 von links und Fig. 10 im
Schnitt C-C;
- Fig. 11 bis 14:
- verschiedene Ausführungen von Zugfederpaaren in unterschiedlichen Darstellungen;
- Fig. 15, 16:
- eine Ausführungsform einer Zusatzfeder in unterschiedlichen Darstellungen.
[0015] Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung 2 nach Fig. 1 ist für einen Pol eines nicht
weiter dargestellten mehrpoligen Leistungsschalters vorgesehen. Der Leistungsschalter
umfasst in üblicher Weise ein Isolierstoffgehäuse, ein von einem Antrieb betätigbares
Schaltschloss, zuführende und abgehende Anschlusselemente sowie Auslösevorrichtungen
für Überlast und Kurzschluss. In dem Gehäuse ist um eine feststehende Querachse z
eine Schaltwelle 6 drehbar gelagert, wobei die Querachse z senkrecht zur Mittelebene
xy des Pols verläuft. Die Schaltwelle 6 ist aus polweise zugeordneten Schaltwellensegmenten
zusammengesetzt. Eine Drehkontaktbrücke 10 erstreckt sich entlang der Mittelebene
xy in einer spielbehafteten Aufnahme 12 der Schaltwelle 6 und weist einander gegenüberliegende
Kontaktstücke 14 auf, die in Einschaltstellung mit feststehenden Kontakten 16 zusammenwirken.
Die Kontaktbrücke 10 weist ein Langloch 11 auf (siehe z.B. Fig. 4), mit dem sie auf
einer feststehenden, in der Querachse z der Schaltwelle 6 verlaufenden Lagerachse
7 gelagert ist. In der Aufnahme 12 sind zu beiden Seiten der Kontaktbrücke 10 bzw.
der Mittelebene xy je zwei Zugfedern 18 angeordnet, welche die erforderliche Kontaktkraft
zwischen den Kontaktstücken 14 und den feststehenden Kontakten 16 aufbringen.
[0016] Die Zugfedern 18 weisen ein an der Kontaktbrücke 10 montiertes erstes Ende 19 und
ein an der Schaltwelle 6 montiertes zweites Ende 21 auf. Auf jeder Seite der Kontaktbrücke10
stehen sich die ersten Enden 19 in Bezug auf die Drehachse der Kontaktbrücke 10 und
die zweiten Enden 21 der jeweiligen Zugfedern 18 in Bezug auf die Querachse z der
Schaltwelle 6 diametral gegenüber. Die Zugfedern 18 sind symmetrisch in Bezug auf
die Mittelebene xy angeordnet. Je zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene
xy befindliche erste Enden 19 sind einstückig über quer verlaufende Verbindungsstücke
20 verbunden, und je zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene xy befindliche
zweite Enden 21 sind in querliegenden Stahlstiften 23 eingehängt. Die Verbindungsstücke
20 bilden mit den zugehörigen Paaren der Zugfedern 18 U-förmig ausgebildete Doppelzugfedern
und liegen kraftschlüssig in ersten Kerben 25 der Kontaktbrücke 10. Die Stahlstifte
23 liegen in entsprechenden zweiten Kerben 27 der Schaltwelle 6. Mit jedem der beiden
feststehenden Kontakte 16 ist eine schleifenförmige Anschlussschiene 24 verbunden.
Diese Schleifenform bewirkt, dass beim Durchfluss eines Kurzschlussstromes die Kontaktbrücke
10 durch elektrodynamische Kräfte entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern 18 von der
Einschaltstellung gemäß Fig. 1 bis 4 in Richtung einer Abstoßstellung gemäß Fig. 8
bis 10 zurückgestoßen wird.
[0017] Die Kontaktanordnung 2 ist erfindungsgemäß weiterhin mit federnd in der Schaltwelle
6 angebrachten Elementen versehen, die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis
10 mit den zweiten Enden 21 der Zugfedern 18 identisch sind und mit je einer einfachen
Windung und einer daran sich anschließenden frei auslaufenden Verlängerung 28 ausgestattet
sind. Durch die beiden schleifenförmigen Enden 21 je zweier bezüglich der Mittelebene
xy gegenüberliegender Zugfedern 18 verläuft jeweils einer der Stahlstifte 23. Die
beiden Verlängerungen 28 jeweils einer Doppelzugfeder reichen bis zum Verbindungsstück
20 der jeweils anderen Doppelzugfeder und greifen unter das jeweilige Verbindungsstück
20. Bei elektrodynamisch bewirkter Abstoßung der Kontaktbrücke 10 gemäß Fig. 5 bis
10 reiben die Verbindungsstücke 20 und die Verlängerungen 29 mit zunehmender Abstoßbewegung
aufeinander. Diese Reibung vernichtet nur zum Teil die kinetische Energie der durch
die elektrodynamische Abstoßung hoch beschleunigten Kontaktbrücke 10, so dass deren
Übergang von der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Einschaltstellung über die in Fig. 5 bis
7 gezeigte Übergangsstellung bis in die in Fig. 8 bis 10 gezeigte Endstellung mit
einer geringen Verzögerung vonstatten geht. Nach kurzem Verweilen der Kontaktbrücke
10 in der Endstellung fällt diese erst mit merklicher Verzögerung zurück. Die auf
die Kontaktbrücke 10 zunehmend einwirkende Rückholkraft bei fortschreitender Abstoßbewegung
ist im Wesentlichen durch die Drehung der Federkörper der Zugfedern 18 zur Lagerachse
7 bestimmt und begrenzt gleichzeitig die Drehung der Federkörper. Die Abstoßbewegung
der Kontaktbrücke 10 bewirkt eine Zunahme des Abstandes zwischen den Federenden 19
und 21. Nach dem Anschlagen am Isolierstoffgehäuse des Leistungsschalters und einer
umgekehrten Beschleunigung in Richtung Einschaltstellung wird die Kontaktbrücke 10
aufgrund des kraftschlüssigen Zusammenwirkens der Verlängerungsstücke 28 mit den Verbindungsstücken
20 nochmals abgebremst und fällt mit erheblicher Verzögerung zurück. Die Lagerachse
7 begrenzt die Drehung und verhindert zudem eine flächige Kollision der Federkörper
der Zugfedern 18 und ermöglichst einen relativ weichen Kraftanstieg mit einer hohen
Kraftspeicherung bis zum Anschlagen der Kontaktbrücke 10.
[0018] In Fig. 11 und 12 ist das Paar aus sich symmetrisch zu beiden Seiten der Mittelebene
xy befindlichen Zugfedern 18 gemäß Fig. 1 bis 10 im Detail dargestellt. Die beiden
Federn 18 sind an ihren ersten Enden 19 über das Verbindungsstück 20 U-förmig zu der
Doppelzugfeder zusammengeführt und weisen an ihren schleifenförmig gewundenen zweiten
Enden 21 die Verlängerungen 28 auf. Die Verlängerungen 28 sind gegenüber der Längsachse
der Zugfedern 18 mit einem Abbiegewinkel versehen, der in der Weise bemessen ist,
dass bei zunehmender elektrodynamischer Abstoßung der Kontaktbrücke 10 der Kraftbedarf
aus der elektrodynamischen Beschleunigung und der Rückfallbeschleunigung zur Überwindung
der Kraftwirkung zwischen dem Verbindungsstück 20 des einen Zugfederpaares und den
Verlängerungen 28 des anderen Zugfederpaares ansteigt.
[0019] In Fig. 13 und 14 ist ein etwas anders gestaltetes Paar von Zugfedern 18 dargestellt.
Dieses ebenfalls als U-förmige Doppelzugfeder gebildete Zugfederpaar unterscheidet
sich von dem vorstehend beschriebenen Zugfederpaar im Wesentlichen durch die mit einer
Abstufung 33 versehene Ausgestaltung ihrer Verlängerungen 29 und durch die bogenförmige
Ausbildung ihrer zweiten Enden 22. Die sich parallel zur Mittelebene xy erstreckenden
Abstufungen 33 des stufenartigen Verlängerungen 29 des einen Zugfederpaares können
beim Zusammenwirken des Verbindungsstückes 20 des anderen Zugfederpaares mit im Verlaufe
der elektrodynamischen Abstoßung der Kontaktbrücke 10 zweierlei bewirken: Zum einen
kann durch die Bemessung des Abbiegewinkels und der Abstufung 33 die anfänglich steigende
Gegenkraft am Ende der Abstoßbewegung durch die Abstufung 33 merklich abgeschwächt
werden, so dass durch die nachlassende Bremswirkung eine etwas verlängerte Verweilzeit
im Endbereich der Abstoßung auftritt. Zum anderen kann wie in dem in Fig. 13 dargestellten
Fall die Abstufung 33 derart bemessen werden, dass in der Endstellung der abgestoßenen
Kontaktbrücke 10 das Verbindungsstück 20 des jeweils einen Federpaares mit den Verlängerungen
29 des jeweils anderen Federpaares im Bereich ihrer Abstufung 33 eine Rastverbindung
eingeht, die nur ein bewusstes Zurückbringen der Kontaktbrücke 10 aus dieser Endstellung
gestattet. Jedes Zugfederpaar lagert unter dem Einfluss der Zugkraft der Zugfedern
18 mit den zweiten Enden 22 bogenförmig auf jeweils einen der in Fig. 1 dargestellten
Stahlstifte 23.
[0020] In Fig. 15 und 16 ist dargestellt, dass alternativ zu den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen je zwei Verlängerungen 28 Bestandteil von einem anderen Element
als. Jeweils eine als U-förmige Drehfeder ausgebildeten Zusatzfeder 30 ist mit ihren
gewundenen Außenschenkeln auf einem der Stahlstifte 23 zwischen den zweiten Enden
21 der Zugfedern 18 des jeweils einen Zugfederpaares zu lagern. Dazu sind die Außenschenkel
mit jeweils einer Verlängerung 28 ausgestattet. Bei dieser Alternative entfallen selbstverständlich
die Verlängerungen bei den Zugfedern 18. Das verlängerte Mittelteil 31 der Zusatzfeder
30 stützt sich in der Schaltwelle 6 in der Weise ab, dass die Verlängerungen 28 mit
Federkraft gegen das Verbindungsstück 20 des jeweils anderen Zugfederpaares anliegt.
[0021] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen.
Die Erfindung kann beispielsweise in der Weise ausgeführt werden, dass die Verlängerungen
28 oder 29 mit einer zur Querachse z gerichteten Komponente der Federkraft über die
zugeordneten Verbindungsstücke 20 greifen. Auch lassen sich die Zugfedern 18 im Rahmen
des Erfindungsgedankens durch Druckfedern oder Drehfedern ersetzen, die in geeigneter
Weise zwischen der Kontaktbrücke 10 und der Schaltwelle 6 angeordnet sind.
1. Kontaktanordnung für mindestens einpolige, strombegrenzende Schutzschalter im Niederspannungsbereich
mit einem Isolierstoffgehäuse, umfassend
- eine im Isolierstoffgehäuse um eine feststehende Querachse (z) drehbar gelagerte
Schaltwelle (6), wobei die Querachse (z) senkrecht zur Mittelebene (xy) des Pols verläuft,
- eine Drehkontaktbrücke (10), die sich entlang der Mittelebene (xy) in einer spielbehafteten
Aufnahme (12) der Schaltwelle (6) erstreckt und diametral gegenüberliegende Kontaktstücke
(14) aufweist, die in Einschaltstellung mit feststehenden Kontakten (16) zusammenwirken,
- im Inneren der Schaltwelle (6) angeordnete Kontaktkraft-Zugfedern (18), die jeweils
ein an der Kontaktbrücke (10) angeordnetes erstes Ende (19) und ein an der Schaltwelle
(6) angeordnetes zweites Ende (21; 22) aufweisen, wobei sich die ersten Enden (19)
in Bezug auf die Drehachse der Kontaktbrücke (10) und die zweiten Enden (21; 22) in
Bezug auf die Querachse (z) diametral gegenüberstehen, und
- zwei mit je einem der feststehende Kontakte (16) verbundene Anschlussschienen (24),
die bei Durchfluss sehr hoher Ströme im Zusammenwirken mit der Kontaktbrücke (10)
entgegen der Kraftwirkung der Zugfedern (18) die Kontaktbrücke (10) in Richtung einer
Abstoßstellung zurückstoßende, elektrodynamische Kräfte erzeugen,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Zugfedern (18) jeweils paarweise symmetrisch zu beiden Seiten der Mittelebene
(xy) und die besagten Paare von Zugfedern (18) wiederum symmetrisch in Bezug auf die
Drehachse der Kontaktbrücke (10) angeordnet sind,
- dass die ersten Enden (19) eines jeden der besagten Paare von Zugfedern (18) über quer
verlaufende Verbindungsstücke (20) einstückig miteinander verbunden sind und
- dass federnd in der Schaltwelle (6) angeordnete Elemente (18; 30) mit Verlängerungen (28;
29) ausgestattet sind, die sich bis zu den Verbindungsstücken (20) erstrecken und
so ausgebildet und angeordnet sind, dass zwischen ihnen und den Verbindungsstücken
(20) beim Übergang der Kontaktbrücke (10) von der Einschaltstellung in die Abstoßstellung
und in umgekehrter Richtung zusätzlich zu überwindende Kräfte auftreten.
2. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einschaltstellung und Abstoßstellung bzw. umgekehrt ein Kraftmaximum durch
die Kontaktbrücke (10) zu überwinden ist.
3. Kontaktanordnung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen (29) stufenartig ausgebildet sind.
4. Kontaktanordnung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der Abstoßstellung die Verbindungsstücke (20) mit den zugehörigen
Verlängerungen (29) eine kraftabhängige, lösbare Rastverbindung eingehen.
5. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (20) in an der Kontaktbrücke (10) ausgebildeten ersten Kerben
(25) lagern.
6. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die zweiten Enden (21; 22) der besagten Paare von Zugfedern (18) die Verlängerungen
(28; 29) anschließen, die sich bis zu dem Verbindungsstück (20) der jeweils anderen
Paare von Zugfedern (18) erstrecken.
7. Kontaktanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Enden (21) der besagten Paare von Zugfedern (18) schleifenförmig gewunden
um jeweils einen Stahlstift (23) lagern, der seinerseits in zweiten Kerben (27) der
Schaltwelle (6) lagert.
8. Kontaktanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Enden (22) bogenförmig auf jeweils einen Stahlstift (23) lagern, der
seinerseits in zweiten Kerben (27) der Schaltwelle (6) lagert.
9. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen (28) an Zusatzfedern (30) ausgebildet sind.
10. Kontaktanordnung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Enden (21; 22) der besagten Paare von Zugfedern (18) gewunden um jeweils
einen oder gebogen auf jeweils einem Stahlstift (23) lagern, der seinerseits in zweiten
Kerben (27) der Schaltwelle (6) lagert, und dass um die Stahlstifte (23) jeweils eine
der als U-förmige Drehfedern ausgebildeten Zugsatzfedern (30) mit ihren Außenschenkeln
schleifenförmig gewunden lagert, wobei die Außenschenkel mit jeweils einer Verlängerung
(28) ausgestattet sind und sich das ebenfalls verlängerte Mittelteil (31) der Zusatzfedern
(30) in der Schaltwelle (6) abstützt.
11. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen (28; 29) mit einer von der Querachse (z) weg gerichteten Federkraftkomponente
unter die Verbindungsstücke (20) greifen.
12. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen (28; 29) mit einer zur Querachse (z) hin gerichteter Federkraftkomponente
über die Verbindungsstücke (20) greifen
13. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (10) mit einem Langloch (11) auf einer feststehenden, in der Querachse
(z) der Schaltwelle (6) verlaufenden Lagerachse (7) gelagert ist.
14. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (6) aus polweise zugeordneten Schaltwellensegmenten besteht.