EP1114432B1 - Kontaktsystem mit einem zweiarmigen kontaktarm - Google Patents
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- EP1114432B1 EP1114432B1 EP00954466A EP00954466A EP1114432B1 EP 1114432 B1 EP1114432 B1 EP 1114432B1 EP 00954466 A EP00954466 A EP 00954466A EP 00954466 A EP00954466 A EP 00954466A EP 1114432 B1 EP1114432 B1 EP 1114432B1
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- 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-arm contact according to the preamble of claim 1.
- Such contact systems find particular application in current-limiting cherriesschaltem.
- a contact system which has a two-armed, rotatable about a central bearing contact arm, which is provided at its ends on opposite sides of the axis of rotation of the bearing crossing longitudinal axis, each with a contact piece, in and out Connection can be brought with one contact piece of a fixed busbar and the lever arms is assigned to each one against a shift shaft supporting contact force torsion spring.
- the mounting of the contact arm has a bearing pin and a bearing bolt enclosing peddes slot whose longitudinal axis 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 erosion or other wear of these contacts, by the displacement of the axis of rotation on the slot or on the floating storage.
- the disadvantage is that at a non-uniform wear of the opposite ends of the lever arms attributable contacts in the displacement of the contact arm the two lever arms attributable contact force are applied differently and / or attack at different distances from the bearing axis of the lever arms and thus different contact forces between cause the connected contact pieces. This also has the effect that on the side of the most worn contact pieces reduces the contact pressure and thus a self-reinforcing further wear of the contacts is caused on this page.
- EP 889 498 A2 shows a generic contact system with a rotationally symmetrical two-armed contact arm, which lies over a slot.
- the slot runs counter to the opening movement of the contact arm obliquely to the longitudinal axis.
- the direction of action between the ends of the Dodgekraftfedem extends in the closed contact system obliquely to the longitudinal axis of the contact, but not perpendicular to the slot.
- the invention is therefore based on the object to ensure a uniform contact pressure at different wear of the contacts.
- the invention proposes attack the Kunststoffkraftfedem between one of the lever arms on the one hand and a shift shaft or a switching shaft segment on the other hand as well as to let the direction of action of the contact force springs with respect to the longitudinal axis of the contact arm at an angle of 47 ° to 62 °.
- the slot is offset by a first angle of 45 ° to 60 ° relative to the direction perpendicular to the longitudinal axis of the contact arm.
- the Kunststofffedem are suitably designed as Switzerlandfedem; However, they are not limited thereto, but can be suitably used in other training, such as a pressure or Drehfedem, in a suitable manner for the invention.
- the contact system 1 consists of a contact arm 3 which is rotatably supported by a slot 5 about a central bearing axis 7.
- the rotationally symmetrical contact arm 3 consists of two lever arms 8 and 9, which are provided at their opposite ends, each with a movable contact piece 10 and 11.
- the contacts 10, 11 occur in closed contact system 1, each with a fixed contact piece 12 and 13 on a busbar 14 and 15 in electrical connection.
- the necessary contact pressure between the contact piece pairs 10, 12 and 11, 13 is generated by Divikraftfedem 17 and 18, with its one end 20 and 22 on a switching shaft segment 25 and with its other end 21 and 23 on one of the lever arms 8 and 9 attack.
- the Kunststofffedem 17, 18 symbolically represented as Switzerlandfedem; However, they may also have other configurations, the longitudinal direction of action 26 in each case via the points of attack or ends 20 and 21 or 22 and 23 runs.
- two contact force springs each are arranged on both sides of the contact arm 3, of which only the contact force springs 17 and 18 which are arranged with respect to the plane of the drawing in front of the contact arm 3 can be seen in the figures.
- the slot 5 extends in a direction 27, both in the opening direction of rotation of the contact arm 3 (ie, clockwise in FIG. 1) substantially from the longitudinal axis 29 of the contact arm 3 and the bearing axis 7 perpendicular direction 28 as well as substantially from the longitudinal axis 29 makes a difference.
- the direction of action 26 of the contact force springs 17 and 18 is neither perpendicular or approximately perpendicular to the longitudinal axis 29 of the contact arm 3 nor perpendicular or approximately perpendicular to the Clearrekkungscardi 27 of the elongated hole. 5
- Fig. 2 the closed contact system 1 is shown for the case that the fixed contact piece 12 of the bus bar 14 is inferior to a nearly complete wear, whereas the remaining contact pieces 10, 11 and 13 are still completely preserved.
- Under the action of the contact force springs 17 and 18 is along the slot 5 about the bearing axis 7, a displacement of Contact arm 3 takes place, which further ensures a reliable connection between the contact piece pairs 10, 12 and 11, 13.
- the extension direction 27 of the elongated hole 5 described above, the direction of action 26 of the contact force springs 17 and 18 (FIG.
Landscapes
- Contacts (AREA)
- Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Kontaktsysteme finden insbesondere Anwendung in strombegrenzenden Leistungsschaltem.
- 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 umschlie-ßendes 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 Zugfedem sind beidseitig in Federbolzen eingehängt, die in sich parallel zum Langloch erstreckenden Aussparungen von Schaltwellensegmenten 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 angreifenden Kontaktkraftfedem um eine virtuelle Drehachse schwimmend gelagert ist. Die bekannten Kontaktsysteme gewährleisten einen Ausgleich selbst bei unsymmetrisch abnehmender Höhe der Kontaktstücke, die als Folge von Abbrand oder sonstigem Verschleiß dieser Kontaktstücke auftritt, durch die Verlagerung 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 Kontaktkraftfedem 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. EP 889 498 A2 zeigt ein gattungsgemäßes Kontaktsystem mit einem drehsymmetrischen zweiarmigen und über ein Langloch lagemden Kontaktarm. Das Langloch verläuft entgegen der Öffnungsbewegung des Kontaktarms schräg zu dessen Längsachse. Die Wirkungsrichtung zwischen den Enden der Kontaktkraftfedem verläuft bei geschlossenem Kontaktsystem schräg zur Längsachse des Kontaktarms, jedoch nicht senkrecht zum Langloch.
- 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.
- Insbesondere ausgehend von einer schrägen Anstellung des Langlochs gegenüber der Längsachse des Kontaktarms sowie einer schrägen Ausrichtung der Kontaktkraftfedern gegenüber der Längsachse des Kontaktarms sowie dem Verlauf des Langlochs schlägt die Erfindung vor, die Kontaktkraftfedem jeweils zwischen einem der Hebelarme einerseits und einer Schaltwelle oder einem Schaltwellensegment anderseits angreifen sowie die Wirkungsrichtung der Kontaktkraftfedem gegenüber der Längsachse des Kontaktarms in einem Winkel von 47° bis 62° verlaufen zu lassen.
- Durch die so ausgerichtete longitudinale Kraftwirkung der Kontaktkraftfedern, d.h. der Kraftlinie zwischen den Angriffspunkten der entsprechenden Kontaktkraftfeder an dem zugehörigen Hebelarm des Kontaktarms einerseits und an der Schaltwelle bzw. dem Schaltwellensegment anderseits, 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° gegenüber der zur Längsachse des Kontaktarms senkrechten Richtung versetzt.
- Die Kontaktkraftfedem sind zweckmäßig als Zugfedem ausgebildet; sie sind jedoch nicht darauf beschränkt, sondem lassen sich in geeigneter Weise auch in anderer Ausbildung, wie z.B. als Druck- oder Drehfedem, in geeigneter Weise für die Erfindung einsetzen.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, 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 Kontaktstücke.
- Die Figuren zeigen nicht den erfindungsgemäßen Winkel zwischen der Erstreckungsrichtung (27) des Langlochs (5) und der Wirkungsrichtung (26) der Kontakt federn (17; 18) bei geschlossenen Kontakten.
- 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 Kontaktkraftfedem 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 Kontaktkraftfedem 17, 18 symbolisch als Zugfedem 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 Kontaktkraftfedem angeordnet, wovon in den Figuren nur die bezüglich der Zeichenebene vor dem Kontaktarm 3 angeordneten Kontaktkraftfedem 17 und 18 zu sehen sind. Das Langloch 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 Kontaktkraftfedem 17 und 18 verläuft weder senkrecht oder annähernd senkrecht zur Längsachse 29 des Kontaktarms 3 noch senkrecht oder annähernd senkrecht zur Erstrekkungsrichtung 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 Erstreckungsrichtung 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 Kontaktkraftfedem 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 Kontaktkraftfedem 17 eine geringere Federkraft als zwischen den Enden 22 und 23 der Kontaktkraftfedem 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 unsymmetrischen 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 Kontaktkraftfedem 17, 18 im öffnenden Drehsinn einen Wert im Bereich von 47° bis 62°, vorzugsweise 54°, aufweist.
Claims (3)
- 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- Kontaktkraftfedem (17; 18), wobei- 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 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) verläuftdadurch gekennzeichnet, dass- die Kontaktkraftfedem (17; 18) jeweils zwischen einem der Hebelarme (8; 9) einerseits und einer Schaltwelle oder einem Schaltwellensegment (25) anderseits angreifen.
- 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 Kontaktkraftfedem (17; 18) gegenüber der Längsachse (29) in einem zweiten Winkel (b) aus dem Bereich von 47° bis 62° verläuft.
- Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftfedem (17; 18) als Zugfedem ausgebildet sind.
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