Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät. Sie betrifft ferner ein elektromagnetisches Schaltgerät.

Elektromagnetische Schaltgeräte und Herstellungsverfahren für elektromagnetische Schaltgeräte sind allgemein bekannt. Insbesondere weist ein elektromagnetisches Schaltgerät bekanntermaßen folgende Merkmale auf:

• Das Schaltgerät weist eine Schaltkammer und einen Kontaktbrückenträger auf.
• Der Kontaktbrückenträger ist mit beweglichen Kontaktbrücken bestückt.
• Die Kontaktbrücken umfassen mehrere Hauptkontaktbrücken und mindestens eine Hilfskontaktbrücke.
• Der Kontaktbrückenträger ist in die Schaltkammer eingeführt und dort in einer Betätigungsrichtung längsverschieblich gelagert.
• Die Schaltkammer ist mit feststehenden Hauptgegenkontaktstellen und feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen bestückt.
• Jede Hauptgegenkontaktstelle wirkt mit einer der Brückenkontaktstellen einer der Hauptkontaktbrücken zusammen und jede Hilfsgegenkontaktstelle wirkt mit einer der Brückenkontaktstellen einer der Hilfskontaktbrücken zusammen.
• An der Schaltkammer sind Hauptabdeckungen fixiert, so dass die Hauptabdeckungen die Hauptgegenkontaktstellen abdecken.

Mittels der Hauptkontakte wird im Stand der Technik eine Lastspannung (typisch Dreiphasendrehstrom von bis zu 690 V Nennspannung - in Einzelfällen auch mehr - oder Gleichspannung von bis zu 500 V Nennspannung - in Einzelfällen auch mehr) an eine Last angeschaltet. Die Hauptkontakte sind in der Regel als Schließer ausgebildet. Mittels der Hilfskontakte wird der tatsächliche Schaltzustand des elektromagnetischen Schaltgeräts abgegriffen. Die Hilfskontakte schalten hierzu eine Überwachungsspannung, die oftmals erheblich niedriger als die Lastspannung ist. Typisch beträgt sie entweder 24 V Gleichspannung oder 100/110/230 V Wechselspannung. In Einzelfällen sind auch höhere Spannungswerte möglich. Die Hilfskontakte können alternativ als Schließer oder als Öffner ausgebildet sein.

An den Hauptkontakten tritt bei Schaltvorgängen Kontaktabbrand auf. Der Kontaktabbrand führt dazu, dass die Hauptkontakte nach einer gewissen Anzahl von Schaltspielen verschlissen sind. Der Kontaktabbrand kann jedoch zusätzlich dazu führen, dass die Hilfskontakte in ihrer Funktion beeinträchtigt werden, beispielsweise durch Verschmutzung oder durch Korrosion auf Grund des Eindringens von aggressiven Gasen, die beim Kontaktabbrand der Hauptkontakte entstehen. Aus diesem Grund sollten die Hauptkontakte von den Hilfskontakten möglichst gut abgeschottet sein.

Im Stand der Technik ist bekannt, die Schaltkammer einstückig auszubilden und an der Schaltkammer Rippen anzuformen. Der Kontaktbrückenträger hingegen weist bei dieser Ausgestaltung keine Rippen oder dergleichen auf. Durch diese Ausgestaltung kann ein sogenanntes einfaches Labyrinth realisiert werden.

Aus der US 6,583,694 B2 ist ein elektromagnetisches Schaltgerät bekannt, bei dem sowohl an die Schaltkammer als auch an den Kontaktbrückenträger Rippen angeformt sind, so dass ein sogenanntes doppeltes Labyrinth realisiert werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist die Schaltkammer jedoch aus zwei Teilen zusammengesetzt, so dass sich ein höherer Fertigungs - und Monatageaufwand ergibt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät und ein entsprechend diesem Herstellungsverfahren hergestelltes elektromagnetisches Schaltgerät anzugeben, mittels derer trotz einteiliger Ausgestaltung der Schaltkammer eine gute Abschottung der Hauptkontakte von den Hilfskontakten erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch ein Herstellungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät gelöst, bei dem in der nachfolgend aufgelisteten Reihenfolge folgend Schritte ausgeführt werden:

• Herstellen einer einstückigen Schaltkammer, Herstellen eines Kontaktbrückenträgers und Bestücken des Kontaktbrückenträgers mit beweglichen Kontaktbrücken, wobei die Kontaktbrücken mehrere Hauptkontaktbrücken und mindestens eine Hilfskontaktbrücke umfassen;
• Einführen des mit den beweglichen Kontaktbrücken bestückten Kontaktbrückenträgers in die Schaltkammer;
• Einführen von Trennelementen in die Schaltkammer, so dass jedes Trennelement zwischen einer Brückenkontaktstelle einer der Hauptkontaktbrücken und einer Brückenkontaktstelle einer der Hilfskontaktbrücken angeordnet ist, und Bestücken der Schaltkammer mit feststehenden Hauptgegenkontaktstellen;
• Fixieren von Hauptabdeckungen an der Schaltkammer, so dass die Hauptabdeckungen die Hauptgegenkontaktstellen abdecken und die Trennelemente in der Schaltkammer fixieren.

Hiermit korrespondierend wird die Aufgabe einrichtungstechnisch durch ein elektromagnetisches Schaltgerät mit folgenden Merkmalen gelöst:

• Das Schaltgerät weist eine einstückige Schaltkammer und einen Kontaktbrückenträger auf.
• Der Kontaktbrückenträger ist mit beweglichen Kontaktbrücken bestückt.
• Die Kontaktbrücken umfassen mehrere Hauptkontaktbrücken und mindestens eine Hilfskontaktbrücke.
• Der Kontaktbrückenträger ist in die Schaltkammer eingeführt und dort in einer Betätigungsrichtung längsverschieblich gelagert.
• In die Schaltkammer sind Trennelemente eingeführt, so dass jedes Trennelement zwischen einer Brückenkontaktstelle einer der Hauptkontaktbrücken und einer Brückenkontaktstelle einer der Hilfskontaktbrücken angeordnet ist.
• Die Schaltkammer ist mit feststehenden Hauptgegenkontaktstellen und feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen bestückt.
• Jede Hauptgegenkontaktstelle wirkt mit einer der Brückenkontaktstellen einer der Hauptkontaktbrücken zusammen und jede Hilfsgegenkontaktstelle wirkt mit einer der Brückenkontaktstellen einer der Hilfskontaktbrücken zusammen.
• An der Schaltkammer sind Hauptabdeckungen fixiert, so dass die Hauptabdeckungen die Hauptgegenkontaktstellen abdecken und die Trennelemente in der Schaltkammer fixieren.
• Die einzelnen Elemente des Schaltgeräts sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Einführen der Trennelemente in die Schaltkammer und das Bestücken der Schaltkammer mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen nach dem Einführen des mit den beweglichen Kontaktbrücken bestückten Kontaktbrückenträgers in die Schaltkammer erfolgen muss und das Fixieren der Hauptabdeckungen an der Schaltkammer nach dem Einführen der Trennelemente in die Schaltkammer und dem Bestücken der Schaltkammer mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen erfolgen muss.

In der Regel ist in der Betätigungsrichtung gesehen jede Hilfskontaktbrücke oberhalb je einer der Hauptkontaktbrücken angeordnet. Es ist möglich, dass bei dieser Ausgestaltung die Abschottung der Hauptkontakte von den Hilfskontakten ausschließlich durch die Trennelemente bewirkt wird. Vorzugsweise jedoch weist der Kontaktbrückenträger pro Brückenkontaktstelle jeder Hilfskontaktbrücke je eine Zunge auf, die sich zwischen der Brückenkontaktstelle der jeweiligen Hilfskontaktbrücke und der Brückenkontaktstelle der korrespondierenden Hauptkontaktbrücke erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann die Abschottungswirkung noch weiter optimiert werden. Insbesondere können die Trennelemente zusammen mit den Zungen ein Labyrinth bilden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Trennelemente einen U-förmigen Querschnitt auf. Denn dadurch sind sie einerseits einfach herstellbar und weisen andererseits dennoch eine gute Wirkung auf. Alternativ kann es sich bei den Trennelementen um einfache flache Zungen handeln.

Das Bestücken der Schaltkammer mit den feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen muss nach dem Einführen des Kontaktbrückenträgers in die Schaltkammer erfolgen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:

FIG 1

schematisch ein elektromagnetisches Schaltgerät,

FIG 2

schematisch einen bestückten Kontaktbrückenträger,

FIG 3

eine Explosionsdarstellung wesentlicher Teile eines elektromagnetischen Schaltgeräts,

FIG 4

eine perspektivische Darstellung eines in FIG 3 enthaltenen Kontaktbrückenträger,

FIG 5

eine perspektivische Darstellung des elektromagnetischen Schaltgeräts von FIG 3 mit teilweise entfernten Abdeckungen und Seitenwänden,

FIG 6

eine perspektivische Darstellung des oberen Bereichs des elektromagnetischen Schaltgeräts von FIG 3,

FIG 7

eine perspektivische Darstellung des vollständigen elektromagnetischen Schaltgeräts von FIG 3 und

FIG 8

ein Detail des elektromagnetischen Schaltgeräts von FIG 3.

Ein elektromagnetisches Schaltgerät weist ein Gehäuse 1 auf. Im Gehäuse 1 ist ein Kontaktbrückenträger 2 gelagert. Der Kontaktbrückenträger 2 ist mit beweglichen Hauptkontaktbrücken 3 und mit beweglichen Hilfskontaktbrücken 4 bestückt. Der Kontaktbrückenträger 2 besteht aus elektrisch isolierendem Material. Beispielsweise kann er als Kunststoff-Spritzgießteil ausgebildet sein. Er ist mit einem Anker 5 verbunden.

Im Gehäuse 1 ist weiterhin eine Schaltspule 6 angeordnet. Wenn die Schaltspule 6 mit einem hinreichend großen Strom I beaufschlagt wird, zieht sie den Anker 5 an. Dadurch wird der Kontaktbrückenträger 2 in einer Betätigungsrichtung x längs verschoben. Durch das Längsverschieben des Kontaktbrückenträgers 2 werden Brückenkontaktstellen 7 der Hauptkontaktbrücken 3 an feststehende Hauptgegenkontaktstellen 8 angedrückt, die in einer Schaltkammer 9 angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine nicht dargestellte Last an eine Lastspannung angeschaltet werden. Die Lastspannung kann beispielsweise 400 V Drehstrom, 500 V Gleichspannung, 690 V Drehstrom usw. sein. Insbesondere in diesen Fällen ist das elektromagnetische Schaltgerät als Schütz ausgebildet.

Beim Längsverschieben des Kontaktbrückenträgers 2 werden nicht nur die Hauptkontakte 3, 7, 8 betätigt, sondern auch Hilfskontakte 4, 10, 11. In der Regel ist je einer der Hilfskontakte 4, 10, 11 als Öffner bzw. als Schließer ausgebildet. Es werden also beim Längsverschieben des Kontaktbrückenträgers 2 beispielsweise Brückenkontaktstellen 10 des einen der Hilfskontakte 4, 10, 11 an Hilfsgegenkontaktstellen 11 angedrückt und Brückenkontaktstellen 10 des anderen der Hilfskontakte 4, 10, 11 von korrespondierenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 abgehoben. Die Hilfsgegenkontaktstellen 11 sind feststehende Gegenkontaktstellen, mit denen die Schaltkammer 9 bestückt ist.

Die Darstellung von FIG 1, bei der alle Kontaktbrücken 3, 4 in der Betätigungsrichtung x gesehen übereinander angeordnet sind, ist mehr der prinzipiellen Erläuterung der Funktionsweise des elektromagnetischen Schaltgeräts gedacht. In der Praxis sind die Hauptkontaktbrücken 3 - siehe FIG 2 - meist nebeneinander angeordnet, so dass folgende drei Richtungen ein rechtwinkliges kartesisches Koordinatensystem definieren:

• die Betätigungsrichtung x,
• die Haupterstreckungsrichtung y der Kontaktbrücken 3, 4, nachfolgend Kontaktbrückenrichtung y genannt, und
• die Normale z zu den beiden erstgenannten Richtungen x, y, nachfolgend Normalenrichtung z genannt.

Weiterhin ist aus FIG 2 ersichtlich, dass die Kontaktbrücken 3, 4 mittels Andruckfedern 12 in vorbestimmten Ruhelagen gehalten werden. Schließlich ist aus FIG 2 ersichtlich, dass in der Betätigungsrichtung x gesehen jede Hilfskontaktbrücke 4 oberhalb je einer der Hauptkontaktbrücken 3 angeordnet ist.

Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schaltgeräts wird zum einen zunächst in üblicher Weise die Schaltkammer 9 hergestellt. Die Schaltkammer 9 ist bei der vorliegenden Erfindung einstückig ausgebildet. Sie besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Beispielsweise kann sie als Kunststoff-Spritzgießteil ausgebildet sein. Die Herstellung der Schaltkammer 9 ist Fachleuten allgemein bekannt und muss daher nachfolgend nicht näher erläutert werden. Die Schaltkammer 9 ist in FIG 3 dargestellt.

Weiterhin wird der Kontaktbrückenträger 2 hergestellt und mit den beweglichen Kontaktbrücken 3, 4 bestückt. Der bestückte Kontaktbrückenträger 2 ist besonders deutlich in den FIG 3 und 4 zu erkennen. Die Kontaktbrücken 3, 4 umfassen mehrere (in der Regel drei bis fünf) Hauptkontaktbrücken 3 und mindestens eine (in der Regel eine oder zwei) Hilfskontaktbrücken 4. Die Kontaktbrücken 3, 4 sind als "beweglich" bezeichnet, weil sie im Betrieb des elektromagnetischen Schaltgeräts zusammen mit dem Kontaktbrückenträger 2 bewegt werden. Jede Kontaktbrücke 3, 4 weist zwei Brückenkontaktstellen 7, 10 auf, die mit den feststehenden Gegenkontaktstellen 8, 11 zusammenwirken.

Wie insbesondere aus FIG 4 ersichtlich ist, weist der Kontaktbrückenträger 2 weiterhin pro Brückenkontaktstelle 10 jeder Hilfskontaktbrücke 4 je eine Zunge 13 auf. Die Zungen 13 erstrecken sich hierbei zwischen der jeweiligen Brückenkontaktstelle 10 der jeweiligen Hilfskontaktbrücke 4 und der Brückenkontaktstelle 7 der korrespondierenden Hauptkontaktbrücke 3. Das Herstellen und Bestücken des Kontaktbrückenträgers 2 kann alternativ vor, gleichzeitig mit oder nach dem Herstellen der Schaltkammer 9 erfolgen.

Nach dem Bestücken des Kontaktbrückenträgers 2 wird der Kontaktbrückenträger 2 in die Schaltkammer 9 eingeführt. Das Einführen des Kontaktbrückenträgers 2 in die Schaltkammer 9 erfolgt hierbei entgegen der Betätigungsrichtung x. Er ist auch nach dem Einführen in die Schaltkammer 9 in der Betätigungsrichtung x längsverschieblich gelagert.

Sodann werden in die Schaltkammer 9 Trennelemente 14 eingeführt. Das Einführen der Trennelement 14 in die Schaltkammer 9 erfolgt hierbei in der Kontaktbrückenrichtung y, und zwar von außen auf den Kontaktbrückenträger 2 zu. Dies ist besonders deutlich aus FIG 3 ersichtlich. Durch das Einführen der Trennelemente 14 in die Schaltkammer 9 wird erreicht, dass jedes Trennelement 14 zwischen einer Brückenkontaktstelle 7 einer der Hauptkontaktbrücken 3 und einer Brückenkontaktstelle 10 einer der Hilfskontaktbrücken 4 angeordnet ist. Dies ist besonders deutlich aus den FIG 5 und 6 ersichtlich.

Vor, zusammen mit oder nach dem Einführen der Trennelemente 14 in die Schaltkammer 9 wird weiterhin die Schaltkammer 9 mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen 8 bestückt. Die Hauptgegenkontaktstellen 8 sind als "feststehend" bezeichnet, weil sie im Gehäuse 1 bzw. der Schaltkammer 9 ortsfest angeordnet sind, sich also nicht zusammen mit dem Kontaktbrückenträger 2 bewegen. Das Bestücken der Schaltkammer 9 mit den Hauptgegenkontaktstellen 8 erfolgt - analog zum Einführen der Trennelemente 14 - ebenfalls in der Kontaktbrückenrichtung y von außen auf den Kontaktbrückenträger 2 zu.

Schließlich werden an der Schaltkammer 9 Hauptabdeckungen 15 fixiert. Dies ist besonders deutlich aus FIG 3 ersichtlich. Das Fixieren der Hauptabdeckungen 15 erfolgt durch Andrücken in der Betätigungsrichtung x. Beispielsweise können die Hauptabdeckungen 15 mit dem Gehäuse 1 bzw. der Schaltkammer 9 verrastet oder aufgeschnappt werden. Im fixierten Zustand der Hauptabdeckungen 15 decken die Hauptabdeckungen 15 zum einen die Hauptgegenkontaktstellen 8 ab. Weiterhin fixieren sie die Trennelemente 14 in der Schaltkammer 9. Dies ist besonders deutlich aus FIG 6 ersichtlich.

Vor, zusammen mit oder nach dem Einführen der Trennelemente 14 in die Schaltkammer 9 und dem Bestücken der Schaltkammer 9 mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen 8 wird die Schaltkammer 9 mit den feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 bestückt. Die Hilfsgegenkontaktstellen 11 sind als "feststehend" bezeichnet, weil sie im Gehäuse 1 bzw. der Schaltkammer 9 ortsfest angeordnet sind, sich also nicht zusammen mit dem Kontaktbrückenträger 2 bewegen. Das Bestücken der Schaltkammer 9 mit den Hilfsgegenkontaktstellen 11 erfolgt ebenfalls in der Kontaktbrückenrichtung y von außen auf den Kontaktbrückenträger 2 zu. Das Bestücken mit feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 kann unter Umständen sogar dem Fixieren der Hauptabdeckung 15 an der Schaltkammer 9 nachfolgen.

Nach dem Bestücken mit den feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 wird an der Schaltkammer 9 mindestens eine Hilfsabdeckung 16 fixiert, welche nach dem Fixieren die Hilfsgegenkontaktstellen 11 abdeckt. Das Fixieren der Hilfsabdeckung 16 erfolgt in der Regel - jedoch nicht zwangsweise - nach dem Fixieren der Hauptabdeckungen 15.

Bei dem erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schaltgerät sind die einzelnen Elemente 1 bis 16 des Schaltgeräts derart aufeinander abgestimmt, dass das Einführen der Trennelemente 14 in die Schaltkammer 9 und das Bestücken der Schaltkammer 9 mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen 8 und den feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 nach dem Einführen des mit dem beweglichen Kontaktbrücken 3, 4 bestückten Kontaktbrückenträgers 2 in die Schaltkammer 9 erfolgen muss. Denn die Trennelemente 14, die Hauptgegenkontaktstellen 8 und die Hilfsgegenkontaktstellen 11 ragen in den Einführraum hinein, der für das Einführen des bestückten Kontaktbrückenträgers 2 benötigt wird.

Weiterhin sind die einzelnen Elemente 1 bis 16 des Schaltgeräts derart aufeinander abgestimmt, dass das Fixieren der Hauptabdeckungen 15 an der Schaltkammer 9 nach dem Einführen der Trennelemente 14 in die Schaltkammer 9 und nach dem Bestücken der Schaltkammer 9 mit den feststehenden Hauptgegenkontaktstellen 8 erfolgen muss. Denn nach dem Fixieren der Hauptabdeckungen 15 ist ein Einführen der Trennelemente 14 und der Hauptgegenkontaktstellen 8 in die Schaltkammer 9 nicht mehr möglich. In manchen Ausgestaltungen müssen auch die Hilfsgegenkontaktstellen 11 bereits vor dem Fixieren der Hauptabdeckungen 15 eingesetzt sein. In anderen Ausgestaltungen kann (oder muss - je nach Ausgestaltung) das Bestücken mit den feststehenden Hilfsgegenkontaktstellen 11 nach dem Fixieren der Hauptabdeckung 15 erfolgen.

Die Zungen 13 des Kontaktbrückenträgers 2 sind - siehe FIG 8 - zwischen den Trennelementen 14 und den Brückenkontaktstellen 7 der Hauptkontaktbrücken 3 angeordnet. Sie bilden gemäß FIG 8 zusammen mit den Trennelementen 14 ein - vorzugsweise doppeltes - Labyrinth. Die erreichte Abschottungswirkung ist hierbei besonders groß, wenn die Trennelemente 14 einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Auch dies ist aus FIG 8 ersichtlich. Alternativ können die Trennelemente 14 beispielsweise als einfache Zungen ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ergibt sich ein einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger Aufbau des elektromagnetischen Schaltgeräts. Weiterhin kann der Kontaktbrückenträger 2 vorab (also bereits vor dem Einführen in die Schaltkammer 9) bestückt werden. Auch ist es auf einfache Weise möglich, ein doppeltes Labyrinth zu realisieren. Schließlich ergibt sich - siehe insbesondere FIG 7 - ein kompakter Gesamtaufbau des elektromagnetischen Schaltgeräts.

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.