EP1114432A1 - Kontaktsystem mit einem zweiarmigen kontaktarm - Google Patents

Kontaktsystem mit einem zweiarmigen kontaktarm

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EP1114432A1
EP1114432A1 EP00954466A EP00954466A EP1114432A1 EP 1114432 A1 EP1114432 A1 EP 1114432A1 EP 00954466 A EP00954466 A EP 00954466A EP 00954466 A EP00954466 A EP 00954466A EP 1114432 A1 EP1114432 A1 EP 1114432A1
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contact
longitudinal axis
arm
pieces
force springs
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Guido Dedenbach
Franz Böder
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Eaton Industries GmbH
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Moeller GmbH
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    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
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    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H01H1/2041—Rotating bridge
    • H01H1/205—Details concerning the elastic mounting of the rotating bridge in the rotor

Definitions

  • the invention relates to a contact system with a two-armed contact arm according to the preamble of claim 1.
  • Such contact systems are used in particular in current-limiting power switches.
  • a contact system which has a two-armed contact arm which can be rotated about a central bearing and which is provided at its ends on opposite sides of a longitudinal axis crossing the axis of rotation of the bearing, each with a contact piece which is in and outside Can be connected to a contact piece of a fixed conductor rail and the lever arms are each assigned a contact force torsion spring which is supported against a selector shaft.
  • the bearing of the contact arm has a bearing pin and an elongated hole enclosing the bearing pin, the longitudinal axis of which extends approximately at right angles to the longitudinal axis of the contact arm.
  • the known contact systems ensure compensation even with asymmetrically decreasing height of the contact pieces, which occurs as a result of the fire or other wear of these contact pieces, by displacing the axis of rotation via the elongated hole or via the floating bearing. It is disadvantageous, however, that if the contact pieces to be assigned to the opposite ends of the lever arms wear unevenly, the contact force springs to be assigned to the two lever arms are acted upon differently when the contact arm is displaced and / or act on the lever arms with different distances from the bearing axis and thus attack different contact forces between the connected contact pieces. This also has the effect of reducing the contact pressure on the side of the most worn contact pieces and thus causing further self-reinforcing wear of the contact pieces on this side.
  • the invention is therefore based on the object of ensuring a uniform contact pressure with different wear of the contact pieces.
  • the invention proposes an oblique adjustment of the slot relative to the longitudinal axis of the contact arm and an oblique orientation of the contact force springs with regard to their longitudinal force effect, ie the line of force between the points of application of the corresponding contact force spring on the associated lever arm of the contact arm and on the selector shaft or Switching shaft segment, in front of the longitudinal axis of the contact arm and the course of the elongated hole.
  • the elongated hole is offset by a first angle of 45 ° to 60 ° and the longitudinal direction of action of the contact force springs by a second angle of 47 ° to 62 ° with respect to the direction perpendicular to the longitudinal axis of the contact arm.
  • the contact force springs are expediently designed as tension springs; however, they are not limited to this, but can also be suitably implemented in other training, e.g. used as compression or torsion springs in a suitable manner for the invention.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a closed contact system according to the invention when the contact pieces are new;
  • Figure 2 as Fig. 1, but after different wear of the contact pieces. Best way to carry out the invention
  • the contact system 1 consists of a contact arm 3 which is rotatably mounted about a central bearing axis 7 by means of an elongated hole 5.
  • the rotationally symmetrical contact arm 3 consists of two lever arms 8 and 9, which are provided at their opposite ends with a movable contact piece 10 and 11, respectively.
  • Contact force springs 17 and 18 are produced, which act with their one end 20 or 22 on a shift shaft segment 25 and with their other end 21 or 23 on one of the lever arms 8 or 9.
  • the contact force springs 17, 18 are shown symbolically as tension springs; however, they can also have other designs, the longitudinal direction of action 26 of which extends over the points of attack or ends 20 and 21 or 22 and 23.
  • Two contact force springs are expediently arranged on both sides of the contact arm 3, of which only the contact force springs 17 and 18 arranged in front of the contact arm 3 with respect to the plane of the drawing can be seen in the figures.
  • the elongated hole 5 extends in a direction 27 which extends both in the opening direction of rotation of the contact arm 3 (ie clockwise according to FIG.
  • the contact force springs 17 on the side of the worn contact piece 12 are less stretched than the contact force springs 18 on the side of the unworn contact pieces 11 and 13, but this difference is less than according to the prior art.
  • the first angle ⁇ between the direction 28 perpendicular to the longitudinal axis 29 and the direction of extension 27 of the elongated hole 5 in the opening direction of rotation of the contact arm 3 has a value in the range from 45 ° to 60 °, preferably 52 °
  • the second angle b between the longitudinal axis 29 and the direction of action 26 of the contact force springs 17, 18 has a value in the opening direction Range from 47 ° to 62 °, preferably 54 °.

Landscapes

  • Contacts (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm. Der Kontaktarm (3) ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit Kontaktstücken (10; 11) versehen, die mit entsprechenden Kontaktstücken (12; 13) feststehender Stromschienen (14; 15) in und außer Verbindung zu bringen sind, und ist mittels eines Langloches (5) auf einer zentralen Lagerachse (7) drehbar gelagert, wobei seine beiden Hebelarme (8; 9) von Kontaktkraftfedern (17; 18), die sich mit einem Ende (20; 22) gegen eine Schaltwelle oder an ein Schaltwellensegment (25) abstützen, beaufschlagt sind. Zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Kontaktdrucks bei unterschiedlichem Verschleiß der Kontaktstücke (10 ... 13) erstreckt sich das Langloch (5) in einer Richtung (27), die sich sowohl wesentlich von der zu seiner Längsachse (29) senkrechten Richtung (28) als auch wesentlich von der Längsachse (29) unterscheidet, und verläuft die longitudinale Wirkungsrichtung (26) der Kontaktkraftfedern (17; 18) weder senkrecht zur Längsachse (29) noch senkrecht zur Erstreckungsrichtung (27) des Langlochs (5).

Description

B e s c h r e i b u n g
Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Kontaktsysteme finden insbesondere Anwendung in strombegrenzenden Leistungsschaltem.
Stand der Technik
Aus der Druckschrift DE 34 31 288 A1 ist ein Kontaktsystem bekannt, das einen zweiarmigen, um eine zentrale Lagerung drehbaren Kontaktarm aufweist, der an seinen Enden auf gegenüberliegenden Seiten einer die Drehachse der Lagerung kreuzenden Längsachse mit je einem Kontaktstück versehen ist, das in und außer Verbindung mit je einem Kontaktstück einer feststehenden Stromschiene bringbar und dessen Hebelarmen je eine sich gegen eine Schaltwelle abstützende Kontaktkraft-Drehfeder zugeordnet ist. Die Lagerung des Kontaktarms weist einen Lagerbolzen und ein den Lagerbolzen umschließendes Langloch auf, dessen Längsachse sich etwa rechtwinklig zu der Längsachse des Kontaktarms erstreckt. Aus der Druckschrift EP 889 498 A2 ist ein ähnliches Kontaktsystem mit einem gleichartig angeordneten Langloch bekannt, bei dem zu beiden Seiten des Kontaktarms je eine Kontaktkraft-Zugfeder angeordnet ist. Die Zugfedern sind beidseitig in Federbolzen eingehängt, die in sich parallel zum Langloch erstreckenden Aussparungen von Schalt- wellensegmenten geführt sind und gegenüberliegende Angriffsflächen der Hebelarme beaufschlagen. Aus der Druckschrift EP 314 540 B1 ist weiterhin ein Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm bekannt, der allein durch die jeweils an einem Hebelarm und an einem Schaltwellensegment angreifen- den Kontaktkraftfedern um eine virtuelle Drehachse schwimmend gelagert ist. Die bekannten Kontaktsysteme gewährleisten einen Ausgleich selbst bei unsymmetrisch abnehmender Höhe der Kontaktstücke, die als Folge von Ab- brand oder sonstigem Verschleiß dieser Kontaktstücke auftritt, durch die Ver- lagerung der Drehachse über das Langloch bzw. über die schwimmende Lagerung. Von Nachteil ist allerdings, dass bei einem ungleichmäßigen Verschleiß der den gegenüberliegenden Enden der Hebelarme zuzuordnenden Kontaktstücke bei der Verlagerung des Kontaktarms die den beiden Hebelarmen zuzuordnenden Kontaktkraftfedern unterschiedlich beaufschlagt sind und/oder mit unterschiedlichen Abständen gegenüber der Lagerachse an den Hebelarmen angreifen und damit unterschiedliche Kontaktkräfte zwischen den verbundenen Kontaktstücken hervorrufen. Das wirkt sich zudem in der Weise aus, dass auf der Seite der am stärksten abgetragenen Kontaktstücke der Kontaktdruck verringert und damit ein selbstverstärkender weiterer Verschleiß der Kontaktstücke auf dieser Seite hervorgerufen wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gleichmäßigen Kontaktdruck bei unterschiedlichem Verschleiß der Kontaktstücke zu gewährleisten.
Ausgehend von einem Kontaktsystem 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.
Die Erfindung schlägt eine schräge Anstellung des Langlochs gegenüber der Längsachse des Kontaktarms sowie eine schräge Ausrichtung der Kontaktkraftfedern hinsichtlich ihrer longitudinalen Kraftwirkung, d.h. der Kraftlinie zwischen den Angriffspunkten der entsprechenden Kontaktkraftfeder an dem zugehörigen Hebelarm des Kontaktarms und an der Schaltwelle bzw. dem Schaltwellensegment, gegenüber der Längsachse des Kontaktarms sowie dem Verlauf des Langlochs vor. So findet bei unterschiedlichem Verschleiß der Kontaktstücke gegenüberliegender Seiten des Kontaktarms eine erzwungene Verschiebung der Drehachse des Kontaktarms innerhalb des schräg angestellten Langlochs um die Lagerachse in der Weise statt, dass für die den beiden Hebelarmen zugeordneten Kontaktkraftfedern bewusst vorgesehene longitudinale Wirkungsrichtungen sowie Veränderungen der Federlängen resultieren, die zu einer weitgehenden Angleichung der Kontaktkräfte auf beiden Seiten des Kontaktarms führen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Langloch um einen ersten Winkel von 45° bis 60° und die longitudinale Wirkungsrichtung der Kontaktkraftfedern um einen zweiten Winkel von 47° bis 62° gegenüber der zur Längsachse des Kontaktarms senkrechten Richtung versetzt.
Die Kontaktkraftfedern sind zweckmäßig als Zugfedern ausgebildet; sie sind jedoch nicht darauf beschränkt, sondern lassen sich in geeigneter Weise auch in anderer Ausbildung, wie z.B. als Druck- oder Drehfedern, in geeigneter Weise für die Erfindung einsetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgen- den, anhand von Figuren erläutertem Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Figur 1 : eine Prinzipdarstellung eines geschlossenen Kontaktsystems gemäß der Erfindung bei Neuzustand der Kontaktstücke; Figur 2: wie Fig. 1 , jedoch nach unterschiedlichem Verschleiß der Kontakt- stücke. Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Nach Fig. 1 besteht das Kontaktsystem 1 aus einem Kontaktarm 3, der mittels eines Langloches 5 um eine zentrale Lagerachse 7 drehbar gelagert ist. Der drehsymmetrische Kontaktarm 3 besteht aus zwei Hebelarmen 8 und 9, die an ihren gegenüberstehenden Enden mit je einem beweglichen Kontaktstück 10 und 11 versehen sind. Die Kontaktstücke 10, 11 treten bei geschlossenem Kontaktsystem 1 mit jeweils einem feststehenden Kontaktstück 12 bzw. 13 auf einer Stromschiene 14 bzw. 15 in elektrische Verbindung. Der notwendige Kontaktdruck zwischen den Kontaktstückpaaren 10, 12 und 11 , 13 wird durch
Kontaktkraftfedern 17 und 18 erzeugt, die mit ihrem einen Ende 20 bzw. 22 an einem Schaltwellensegment 25 und mit ihrem anderen Ende 21 bzw. 23 an einem der Hebelarme 8 bzw. 9 angreifen. In den Figuren sind die Kontaktkraftfedern 17, 18 symbolisch als Zugfedern dargestellt; sie können jedoch auch andere Ausbildungen aufweisen, deren longitudinale Wirkungsrichtung 26 jeweils über die Angriffspunkte bzw. Enden 20 und 21 bzw. 22 und 23 verläuft. Zweckmäßigerweise sind zu beiden Seiten des Kontaktarms 3 je zwei Kontaktkraftfedern angeordnet, wovon in den Figuren nur die bezüglich der Zeichenebene vor dem Kontaktarm 3 angeordneten Kontaktkraftfedern 17 und 18 zu sehen sind. Das Langioch 5 erstreckt sich in einer Richtung 27, die sich sowohl im öffnenden Drehsinn des Kontaktarms 3 (d.h. nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn) wesentlich von der zur Längsachse 29 des Kontaktarms 3 sowie zur Lagerachse 7 senkrechten Richtung 28 als auch wesentlich von der Längsachse 29 unterscheidet. Die Wirkungsrichtung 26 der Kontaktkraftfedern 17 und 18 verläuft weder senkrecht oder annähernd senkrecht zur Längsachse 29 des Kontaktarms 3 noch senkrecht oder annähernd senkrecht zur Erstrek- kungsrichtung 27 des Langlochs 5.
In Fig. 2 ist das geschlossene Kontaktsystem 1 für den Fall gezeigt, dass das feststehende Kontaktstück 12 der Stromschiene 14 einem fast vollständigen Verschleiß unterlegen ist, wogegen die übrigen Kontaktstücke 10, 11 und 13 noch vollständig erhalten sind. Unter der Wirkung der Kontaktkraftfedern 17 und 18 ist entlang dem Langloch 5 um die Lagerachse 7 eine Verlagerung des Kontaktarms 3 erfolgt, die weiterhin eine zuverlässige Verbindung zwischen den Kontaktstückpaaren 10, 12 und 11 , 13 gewährleistet. Die vorstehend beschriebene Erstreckungsrichtung 27 des Langlochs 5, die Wirkungsrichtung 26 der Kontaktkraftfedern 17 und 18 (Fig. 1 ) sowie die durch die Erstreckungs- richtung des Langlochs 5 erzwungene Änderung der Federlängen gewährleisten im Zusammenspiel, dass die Kontaktkraftfedern 17 und 18 bei der erzwungenen Verlagerung des Langlochs 5 auf der Lagerachse 7 eine etwa gleich große Kraftwirkung auf die Kontaktstückpaare 10, 12 und 11 , 13 entfalten. Im Beispiel nach Fig. 2 sind die Kontaktkraftfedern 17 auf der Seite des verschlissenen Kontaktstückes 12 weniger gestreckt als die Kontaktkraftfedern 18 auf der Seite der unverschlissenen Kontaktstücke 11 und 13, jedoch ist dieser Unterschied geringer als nach dem Stand der Technik. Damit wirkt zwar weiterhin zwischen den Enden 20 und 21 der Kontaktkraftfedern 17 eine geringere Federkraft als zwischen den Enden 22 und 23 der Kontaktkraftfedern 18; durch die erzwungene Verlagerung des Kontaktarmes 3 um die Lagerachse 7 wird die kleinere Federkraft der Kontaktkraftfeder 17 jedoch durch einen größeren wirksamen Hebel gegenüber dem zur Kontaktkraftfeder 18 gehörenden wirksamen Hebel, der sich ebenfalls im wesentlichen entlang der Längsachse 29 erstreckt, kompensiert. Damit ist selbst bei einem extrem un- symmetrischen Verschleiß der Kontaktstücke 10 bis 13 eine ausreichend gleichmäßige Verteilung der Kontaktkräfte zwischen den Kontaktstückpaaren 10, 12 und 11 , 13 des Kontaktsystems 1 gewährleistet. Es wurde gefunden, dass die Aufrechterhaltung einer gleich großen Kontaktkraft zwischen den Kontaktstückpaaren 10, 12 und 11 , 13 dann am besten gewährleistet ist, wenn im Neuzustand der Kontaktstücke 10 bis 13 der erste Winkel a zwischen der zur Längsachse 29 senkrechten Richtung 28 und der Erstreckungsrichtung 27 des Langlochs 5 im öffnenden Drehsinn des Kontaktarms 3 einen Wert im Bereich von 45° bis 60°, vorzugsweise 52°, aufweist und der zweite Winkel b zwischen der Längsachse 29 und der Wirkungsrichtung 26 der Kontaktkraftfedern 17, 18 im öffnenden Drehsinn einen Wert im Bereich von 47° bis 62°, vorzugsweise 54°, aufweist.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Kontaktsystem mit - einem aus zwei Hebelarmen (8; 9) bestehenden und um 180° drehsymmetrischen Kontaktarm (3), der an seinen gegenüberliegenden Enden mit Kontaktstücken (10; 11) versehen ist und mit einem Langloch (5) auf einer zentralen Lagerachse (7) drehbar lagert,
- feststehenden Stromschienen (14; 15) mit Kontaktstücken (12; 13), die jeweils mit den ihnen gegenüberstehenden Kontaktstücken (10; 11 ) des
Kontaktarms (3) kontaktschließend in und kontaktöffnend außer Verbindung treten, und
- Kontaktkraftfedern (17; 18), die jeweils zwischen einem jedem der Hebelarme (8; 9) und einer Schaltwelle oder einem Schaltwellensegment (25) angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Langloch (5) entgegen der Öffnungsbewegung des Kontaktarms (3) wesentlich schräg in Bezug auf dessen Längsachse (29), die senkrecht zur anfänglichen Öffnungsbewegung seiner Kontaktstücke (10; 11 ) verläuft und die Lagerachse (7) schneidet, angestellt ist, und
- bei geschlossenem Kontaktsystem die Wirkungsrichtung (26) zwischen den angreifenden Enden (20, 21 ; 22; 23) der Kontaktkraftfedern (17; 18) wesentlich schräg zur Längsachse (29), jedoch nicht senkrecht oder annähernd senkrecht zur Erstreckungsrichtung (27) des Langlochs (5) verläuft.
2. Kontaktsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das Langloch (5) in Richtung der Öffnungsbewegung des Kontaktarms (3) in Bezug auf der zu dessen Längsachse (29) senkrechten Richtung (28) in einem ersten Winkel (a) aus einem Bereich von 45° bis 60° angestellt ist und - die Wirkungsrichtung (26) der Kontaktkraftfedern (17; 18) gegenüber der Längsachse (29) in einem zweiten Winkel (b) aus dem Bereich von 47° bis 62° verläuft.
3. Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftfedern (17; 18) als Zugfedern ausgebildet sind.
EP00954466A 1999-07-17 2000-07-11 Kontaktsystem mit einem zweiarmigen kontaktarm Expired - Lifetime EP1114432B1 (de)

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