EP3055875B1 - Schaltgerät mit einem dämpfungselement für das kontaktsystem beim sprunghaften einschalten - Google Patents

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EP3055875B1
EP3055875B1 EP14731201.1A EP14731201A EP3055875B1 EP 3055875 B1 EP3055875 B1 EP 3055875B1 EP 14731201 A EP14731201 A EP 14731201A EP 3055875 B1 EP3055875 B1 EP 3055875B1
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EP
European Patent Office
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damping element
contact
switching device
switching
contact slide
Prior art date
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Active
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EP14731201.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3055875A1 (de
Inventor
Martin Steinbauer
Tobias KEMPTNER
Günter WIESENT
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3055875A1 publication Critical patent/EP3055875A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3055875B1 publication Critical patent/EP3055875B1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/504—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release provided with anti-rebound means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/30—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H2001/508—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position with mechanical means to prevent return/reverse movement of movable contact once opening or closing cycle has started

Definitions

  • the invention relates to a switching device with a damping element for the contact system when suddenly switching, wherein the contact system comprises a contact slide and a guided therein movable contact piece, and wherein the movable contact piece is arranged opposite to a fixed contact piece.
  • Switching devices serve, among other things, the safe switching off in the event of a short circuit and thereby protect consumer installations.
  • electrical or mechanical switching units are suitable for the operational manual switching of consumers as well as for the safe disconnection of a system from the mains during maintenance work or when changing the system. Electrical switching units are often operated electromagnetically.
  • switching units are high-quality electrical switching devices with integrated protection for motors, lines, transformers and generators. They are used more closely at workstations with a lower switching frequency. Such switching units are suitable in addition to the short circuit protection for overload protection.
  • Circuit breakers have two separate release mechanisms for overload and short-circuit protection. Both triggers are connected in series. Short-circuit protection is provided by an electromagnetic release that acts almost instantaneously. In the event of a short circuit, the electromagnetic release unlocks without delay a circuit breaker of the circuit breaker. A switching armature separates the contact piece before the short-circuit current can reach its maximum value.
  • switching units have a contact slide unit with a contact slide and a movable contact piece.
  • the movable contact piece also has electrical contacts.
  • switching units have first switching contacts to a power line.
  • the electrical contacts of the movable contact piece contact the fixed contacts of the switching unit.
  • the electrical contacts of the movable contact piece are released from the fixed contacts, so that the flow of current is interrupted.
  • the movable contact is released from fixed contacts.
  • circuit breakers In addition to their protective functions as overload and short-circuit releases, as already mentioned above, circuit breakers also fulfill the normative switching on and off of motors. To prove this function, the circuit-breakers must be able to switch on ten times the rated motor current in accordance with the product standard. In order to be able to ensure this limit load, it is necessary for the circuit breaker to close the double interruption of the three current paths in the form of a movable bridge with two movable contact points and two fixed contact points almost simultaneously and in a step function.
  • the DE 2315456 A1 describes a switching device with a damping element for the contact system when suddenly switching, wherein the contact system comprises a contact slide and a movable contact therein guided and wherein the movable contact is disposed opposite to a fixed contact, wherein the contact slide has at least one projection, the jump in the Switching the switching device is in operative connection with the damping element.
  • the object of the present invention is to provide a switching device with a contact system, which avoids bouncing of the switching device, a bouncing of the contacts.
  • a switching device with the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments and developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
  • the principle of quick turn-on is based on the fact that the closing movement of the contact apparatus, which has a contact slide, a bridge and a fixed contact piece, is decoupled from the switch-on movement of the switch lever, that is to say superordinately from the manually operated mechanism comprising actuating element, switch lock and transmission chain.
  • the contact apparatus and thus the bridge is held at the switch-on at a certain distance from the Festschalt Swissen from the shift lever until the parent hand-operated mechanism has completed the switch-on. Only then is the contact apparatus released, as a result of which the contacts are closed by the preloaded spring-loaded memory in a step function. Due to the high forces of the contact load spring, which are necessary due to the large device design, the contact slide after the contacts were closed, further accelerated.
  • the contact slide now hits the lever, is reflected by it and opens the contacts again during the collision with the bridge, which leads to welding of the contacts and thus to failure of the device.
  • This problem is solved by a damping element which is part of the subassembly.
  • the object of this damping element is to withdraw the kinetic energy of the contact slide after the sudden turn-on of the device and thus to avoid reflecting the contact slide and thus reopening the contacts.
  • the damping element according to the invention is preferably designed as a stamped and bent part and is used in the present construction as a catch spring.
  • the catch spring is installed below the baffle fixed to the lower part assembly.
  • the catch spring has V-shaped leaf spring elements which form-fit the contact slide, which is provided with trapezoidal thickenings, in the installed state. If the contact slide is located between two positions "on” and “off”, then the catch spring is ineffective and the freedom of movement of the contact slide is not restricted. However, if the contact slide continues to move upwards after a quick start-up process due to its own inertia and lifts off from the bridge, then it is effectively braked by the catch spring in its upward movement. Reflecting on the shift lever is therefore no longer possible. As a result, the contacts can not be opened again, so that welding and ultimately destruction of the device can be avoided.
  • the catching spring according to the invention which has V-shaped leaf spring elements, and a trapezoidal thickening as a counterpart on the contact slide, this is effectively braked, if it is further accelerated upwards by its own inertia when switching.
  • the catch spring according to the invention it is avoided that the contact slide is reflected on the shift lever due to its kinetic energy and reopens the contacts during its backward movement. The danger of welding the contacts and destroying the device is no longer possible.
  • the damping element according to the invention is that of the usual assembly operations must not be deviated, since the missing elements of the catch spring can be easily bridged during assembly of the contact slide.
  • the catch spring has no effect on the freedom of movement of the contact slide. Only when the contact slide lifts off the bridge will this effectively braked by the catch spring to avoid reflection.
  • the contact slide is U-shaped, with a central region and two side guides, on which at least one projection is arranged.
  • the projection is preferably a trapezoidal thickening on a side guide of the contact slide, which is designed as a counterpart to a bulge in the damping element, whereby the contact slide is effectively braked in the upward movement of the switching device in its upward movement. Reflecting on the shift lever of the switching device is thus no longer possible. As a result, the contacts of the contact system can not be opened, so that welding is avoided.
  • An inventive continuation of this concept may consist in that the damping element is designed as a stamped and bent part.
  • the design of the damping element as a stamped and bent part has the advantage that the damping element can be easily and inexpensively manufactured and also can be easily mounted.
  • a further concept may consist in that the damping element is U-shaped with two side bars spaced apart parallel to each other and a transition area.
  • the design of the damping element according to the invention in U-shape has the advantage that the damping element can be positioned around the baffle of the switching device, which is generally located at the bottom of the housing of the switching device. As a result, a fixed fixation of the damping element in the subassembly of the switching device is possible.
  • the guide plate is arranged on the transition region of the damping element.
  • the side webs of the damping element have bulges which are in operative connection with the at least one projection on the contact slide when the switching device is suddenly switched on. If the contact slide is located between two positions "on” and “off”, then the damping element is ineffective and the freedom of movement of the contact slide is not restricted. Moves the contact slide, however, after its rapid activation by its inertia further up and lifts off the bridge, so the damping element is effectively braked by the interaction of the projection on the contact slide and the bulge on the damping element in its upward movement. Reflecting on the shift lever is therefore no longer possible.
  • a technical continuation of this inventive concept may consist in that the damping element is positioned below a guide plate of the switching device.
  • the baffle of a switching device in particular a circuit breaker, is generally positioned on the housing bottom.
  • the guide plate can be guided through the two side webs of the damping element that are parallel to one another and spaced apart from each other and rest on the transition region of the damping element. This is associated with a fixed fixation of the damping element on the lower part of the switching device.
  • the damping element is designed as a leaf spring element.
  • the advantage of this special embodiment of the damping element is that no particularly large space must be provided for this type of spring element.
  • the damping element it is possible in this specific embodiment, to enclose the contact slide with its trapezoidal detections in the installed state form fit.
  • the contact slide is enclosed by the damping element in the installed state in a form-fitting manner.
  • This particular embodiment is particularly favored by a damping element, which is designed as a leaf spring element.
  • the switching device is a circuit breaker.
  • the switching device is surrounded by a housing and has a contact system, with a contact slide, in which a movable contact piece is guided with contacts, and an opposite to the movable contact piece fixedly positioned switching piece.
  • the contact slide is preferably U-shaped with a central region and two side guides. Between the side guides of the contact slide a contact load spring is arranged. Above the central region of the contact slide, a shift lever is arranged, which is in operative connection to the contact system.
  • the principle of quick turn-on is based on the fact that the closing movement of the contact device consisting of contact slide and fixed and movable contact pieces is decoupled from the switch-on movement of the shift lever, that is to say superordinately from the manually operated mechanism comprising actuating element, switch lock and transmission chain.
  • the contact apparatus and thus the bridge is held at the switch-on at a certain distance from the Festschalt consultancyen from the shift lever until the parent hand-operated mechanism has completed the switch-on. Only then is the contact apparatus released, as a result of which the contacts are closed by the prestressed spring accumulator in a kind of jump function.
  • the contact load spring is arranged on a baffle which is positioned on the housing bottom of the switching device.
  • the contact slider, the contact load spring, which is positioned between the side guides of the contact slide, and the Guide plate are of a damping element, which is preferably designed as a leaf spring element or as a catch spring, in such a way that the damping element bears against a side guide of the contact slide and is performed below the baffle.
  • the switching device according to the invention with a damping element for the contact system is characterized in that is avoided with the use of the damping element that the contact slide on the shift lever due to its kinetic energy reflects and re-opens the contacts during its backward movement.
  • the danger that the contacts weld and the device is thereby destroyed, is no longer given.
  • Another advantage is that of the usual assembly operations must not be deviated, since the resilient element can be easily bridged during assembly of the contact slide.
  • the damping element has no effect on the freedom of movement of the contact slide. Only when the contact slide lifts off the bridge is it effectively braked by the catch spring to avoid reflection.
  • Fig. 1 shows a switching device according to the invention, which is surrounded by a housing and having a contact system, which has a contact slide 1, in which a movable contact piece 2 is guided with contacts, and a movable contact piece 2 arranged opposite fixedly positioned contact piece 3.
  • the contact slide 1 is preferably U-shaped with a central region 4 and two side guides 5, 6. Between the side guides 5, 6 of the contact slide 1, a contact load spring 7 is arranged. Above the central region 4 of the contact slide 1, a shift lever 8 is arranged, which is in operative connection to the contact system.
  • the principle of quick turn-on is based on the fact that the closing movement of the contact apparatus consisting of contact slide 1, movable contact piece 2 and fixed contact piece 3 is decoupled from the switch-on movement of the shift lever 8, that is to say superordinate to the manually operated mechanism, actuating element, switch lock and transmission chain.
  • the movable contact piece 2 is held at the switching on at a certain distance from the Festschalt Anlagenen 3 from the shift lever 8 until the parent hand-operated mechanism has completed the switch-on. Only then is the contact apparatus released, as a result of which the contacts are closed by the prestressed spring accumulator in a kind of jump function.
  • the contact load spring 7 is seated on a plastic dome in the lower part of the switching device.
  • a baffle 9 is positioned at the bottom of the housing.
  • the contact slide 1, the contact load spring 7, between the side guides 5, 6 of the contact slide 1, and the guide plate 9 are of a damping element 10, which is preferably designed as a leaf spring element or as a catch spring, in such a way that the damping element 10 abuts the side guides 5.6 of the contact slide 1 and is performed below the baffle 9 ,
  • Fig. 2 shows how the damping element 10, the unit comprising contact slide 1, contact load spring 7 and baffle 9.
  • the damping element 10 is preferably U-shaped with a transition region 11 and two side bars 12, 13 spaced parallel to each other and from each other.
  • the side web 12 of the damping element 10 rests against the side guide 5 of the contact slide 1.
  • the side web 13 of the damping element 10 abuts against the side guide 6 of the contact slide 1.
  • the baffle 9 is positioned on the transition region 11 of the damping element 10 and guided by the side webs 12, 13, so that the damping element 10, the side guides 4, 5 of the contact slide, the contact load spring 7 positioned therebetween and the guide plate 9 comprises.
  • From the Fig. 2 also shows that the side webs 12, 13 of the damping element 10 bulges 14, which are formed to the side guides 5, 6 of the contact slide 1 out.
  • Fig. 3 shows the contact system according to the invention with damping element in the off state.
  • the contacts When switched off, the contacts are open and the shift lever 8 is located on the contact slide 1 on.
  • the damping element 10 is in this switching state without effect. From this FIG. 3 go out projections 15 which are arranged at the ends of the side guides 5,6 of the contact slide 1. These projections 15 cooperate with the bulges 14, the damping element 10 after a quick turn on.
  • Fig. 4 shows the contact system according to the invention with damping element 10 in the on state.
  • the shift lever 8 When switched on, the shift lever 8 is not directly on the contact slide 1 on.
  • the contacts of moving contact piece 2 and fixedly positioned switching piece 3 are closed in this switching state.
  • the damping element 10 is also without effect.
  • Fig. 5 the contact system according to the invention with damping element 10 is shown after the sudden turn on.
  • the contacts are still closed here.
  • the contact slide 1 tries to accelerate, but is braked by the damping element 10.
  • the braking operation is caused by the interaction of the projections 15 on the side guides 5, 6 of the contact slide 1 with the bulge 14 on the side webs 12, 13 of the damping element 10.
  • the damping element 10 is preferably designed as a catch spring and forms the counterpart to a preferred trapezoidal thickening on the contact slide.
  • the movement of the contact slide 1 is effectively braked.
  • this damping element 10 it is avoided that the contact slide 1 is reflected on the shift lever 8 due to its kinetic energy and reopens the contacts during its backward movement. The danger that the contacts weld and the device is thereby destroyed, is no longer given.
  • the switching device according to the invention with a damping element for the contact system is characterized in that is avoided with the use of the damping element that the contact slide on the shift lever due to its kinetic energy reflects and re-opens the contacts during its backward movement.
  • the danger that the contacts weld and the device is thereby destroyed, is no longer given.
  • Another advantage is that of the usual assembly operations must not be deviated, since the resilient element can be easily bridged during assembly of the contact slide.
  • the damping element has no effect on the freedom of movement of the contact slide. Only when the contact slide from the bridge This is effectively braked by the catch spring to avoid reflection.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät mit einem Dämpfungselement für das Kontaktsystem beim sprunghaften Einschalten, wobei das Kontaktsystem einen Kontaktschieber und einen darin geführtes bewegliches Schaltstück aufweist, und wobei das bewegliche Schaltstück gegenüberliegend zu einem festen Schaltstück angeordnet ist.
  • Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter, dienen unter Anderem dem sicheren Abschalten bei einem Kurzschluss und schützen dadurch Verbraucheranlagen. Ferner eignen sich elektrische oder mechanische Schalteinheiten für das betriebsmäßige manuelle Schalten von Verbrauchern sowie zur sicheren Trennung einer Anlage vom Stromnetz bei Wartungsarbeiten oder bei Änderungen an der Anlage. Elektrische Schalteinheiten werden häufig elektromagnetisch betrieben.
  • Das heißt, derartige Schalteinheiten sind technisch hochwertige elektrische Schaltgeräte mit integriertem Schutz für Motoren, Leitungen, Transformatoren und Generatoren. Näheren Einsatz finden sie an Funktionsstellen mit geringerer Schalthäufigkeit. Derartige Schalteinheiten sind neben dem Kurzschlussschutz auch für den Überlastschutz geeignet.
  • Im Fall eines Kurzschlusses schaltet eine elektrische Schalteinheit eine elektrische Anlage sicher ab. Somit bietet diese einen Sicherungsschutz vor Überlastung. Jeder Leiter durch den Strom fließt, erwärmt sich mehr oder weniger stark. Die Erwärmung hängt dabei vom Verhältnis der Stromstärke zum Stromleiterquerschnitt ab, der so genannten Stromdichte. Die Stromdichte darf nicht zu groß werden, da sonst durch zu hohe Erwärmung die Leiterisolationen verschmoren und dadurch möglicherweise ein Brand ausgelöst werden kann. Um elektrische Anlagen gegen diese schädigende Auswirkung zu schützen, werden Schalteinheiten als Überstrom-Schutzeinrichtungen verwendet.
  • Leistungsschalter weisen zwei voneinander getrennt wirkende Auslösemechanismen für den Überlast- und Kurzschlussschutz auf. Beide Auslöser sind in Reihe geschaltet. Den Schutz beim Kurzschluss übernimmt ein zeitlich nahezu unverzögert wirkender elektromagnetischer Auslöser. Bei einem Kurzschluss entklinkt der elektromagnetische Auslöser unverzögert ein Schaltschloss des Leistungsschalters. Ein Schaltanker trennt das Schaltstück ehe der Kurzschlussstrom seinen Höchstwert erreichen kann.
  • Bekannte Schalteinheiten weisen eine Kontaktschiebereinheit mit einem Kontaktschieber und einem beweglichen Schaltstück auf. Das bewegliche Schaltstück weist ferner elektrische Kontakte auf. Ferner weisen derartige Schalteinheiten erste Schaltkontakte zu einer Stromleitung auf. In einem eingeschalteten Zustand kontaktieren die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstücks die festen Kontakte der Schalteinheit. Im Kurzschlussfall werden die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstücks von den festen Kontakten gelöst, so dass der Stromfluss unterbrochen wird. Hierbei wird das bewegliche Schaltstück von festen Kontakten gelöst.
  • Leistungsschalter erfüllen neben ihren Schutzfunktionen als Überlast- und Kurzschlussauslöser, wie oben schon erwähnt, auch das normative Ein- und Ausschalten von Motoren. Zum Nachweis dieser Funktion müssen die Leistungsschalter gemäß der Produktnorm den zehnfachen Motornennstrom einschalten können. Um diese Grenzbelastung gewährleisten zu können ist es notwendig, dass der Leistungsschalter die Doppelunterbrechung der drei Strombahnen in Form jeweils einer beweglichen Brücke mit zwei beweglichen Kontaktstellen und zwei festen Kontaktstellen nahezu gleichzeitig und in einer Sprungfunktion schließt.
  • Zur Realisierung dieser Funktion wird über eine hand betätigte Mechanik in Form eines Betätigungselements, eines Schaltschlosses und einer Betätigungskette, der Kontaktapparat aus Kontaktschieber und einer beweglichen Brücke freigegeben. Die Freigabe erfolgt durch eine so genannte Schnelleinschaltung, wobei sich die Formulierung "schnell" hier auf eine sprunghafte beziehungsweise spontane Einschaltung bezieht. Dabei werden die drei Kontaktsysteme durch eine Mechanik erst dann freigegeben, nachdem das Schaltschloss bereits eingeschaltet wurde. Nun bestimmt der Federspeicher in Form einer Kontaktlastfeder die Kinematik des Kontaktes beim Einschalten.
  • Nach dem Auftreffen der Brücken auf den Festschaltstücken beschleunigt der Kontaktschieber, bis er an einem Anschlag reflektiert wird. Durch die Reflexion und der daraus resultierenden kinetischen Energie des Kontaktschiebers kommt es zu einer erneuten Öffnung des Kontaktsystems. Dies kann bei einem gleichzeitig erhöhten Strom in dieser Strombahn zu Verschweißungen führen.
  • Die DE 2315456 A1 beschreibt ein Schaltgerät mit einem Dämpfungselement für das Kontaktsystem beim sprunghaften Einschalten, wobei das Kontaktsystem einen Kontaktschieber und ein darin geführtes bewegliches Schaltstück aufweist und wobei das bewegliche Schaltstück gegenüber liegend zu einem festen Schaltstück angeordnet ist, wobei der Kontaktschieber zumindest einen Vorsprung aufweist, der beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts mit dem Dämpfungselement in Wirkverbindung steht.
  • Eine ähnliche Merkmalskombination ist auch der DE 1764291 A1 zu entnehmen.
  • Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schaltgerät mit einem Kontaktsystem zu schaffen, welches beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts ein Prellen der Kontakte vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Aufgabe wird durch ein Schaltgerät mit einem Dämpfungselement für das Kontaktsystem beim sprunghaften Einschalten gelöst, wobei das Kontaktsystem einen Kontaktschieber und ein darin geführtes bewegliches Schaltstück aufweist, wobei das bewegliche Schaltstück gegenüberliegend zu einem festen Schaltstück angeordnet ist, und wobei der Kontaktschieber zumindest einen Vorsprung aufweist, der beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts mit dem Dämpfungselement in Wirkverbindung steht.
    Auf Grund des hohen Nennstroms von IN=80A und durch die normativ festgelegte Tatsache, dass es möglich sein muss, einen zehnfachen Motornennstrom einzuschalten ist es notwendig, die Einschaltdynamik des Schalters so gut wie möglich einer Sprungfunktion anzunähern. Das Prinzip der Schnelleinschaltung basiert darauf, dass die Schließbewegung des Kontaktapparats, der einen Kontaktschieber, eine Brücke und ein Festschaltstück aufweist, von der Einschaltbewegung des Schalthebels, also übergeordnet von der handbetätigten Mechanik aus Betätigungselement, Schaltschloss und Übertragungskette, entkoppelt wird. Der Kontaktapparat und somit die Brücke wird beim Einschaltvorgang in einem gewissen Abstand zu den Festschaltstücken vom Schalthebel gehalten, bis die übergeordnete handbetätigte Mechanik den Einschaltvorgang abgeschlossen hat. Erst dann wird der Kontaktapparat freigegeben, wodurch die Kontakte durch den vorgespannten Federspeicher in einer Sprungfunktion geschlossen werden.
    Auf Grund der hohen Kräfte der Kontaktlastfeder, die auf Grund der großen Gerätebemessung notwendig werden, wird der Kontaktschieber nachdem die Kontakte geschlossen wurden, weiter beschleunigt. Der Kontaktschieber trifft nun auf den Schalthebel, wird von diesem reflektiert und öffnet während des Zusammenpralls mit der Brücke nochmals die Kontakte, was zu Verschweißungen der Kontakte und somit zu einem Ausfall des Geräts führt. Dieses Problem wird durch ein Dämpfungselement gelöst, das Teil der Unterteilbaugruppe ist. Die Aufgabe dieses Dämpfungselementes ist es, dem Kontaktschieber nach dem sprunghaften Einschalten des Gerätes die kinetische Energie zu entziehen und somit ein Reflektieren des Kontaktschiebers und damit ein Wiederöffnen der Kontakte zu vermeiden.
  • Das erfindungsgemäße Dämpfungselement ist vorzugsweise als Stanz-Biegeteil ausgeführt und wird in der vorliegenden Konstruktion als Fangfeder verwendet. Die Fangfeder wird dabei unterhalb des Leitblechs fest mit der Unterteilbaugruppe verbaut. Die Fangfeder weist V-förmige Blattfederelemente auf, welche den Kontaktschieber, der mit trapezförmigen Aufdickungen versehen ist, im verbauten Zustand formschlüssig umschließen. Befindet sich der Kontaktschieber zwischen zwei Positionen "Ein" und "Aus", so ist die Fangfeder wirkungslos und die Bewegungsfreiheit des Kontaktschiebers wird nicht eingeschränkt. Bewegt sich der Kontaktschieber allerdings nach einem Schnelleinschaltvorgang durch seine Eigenträgheit weiter nach oben und hebt von der Brücke ab, so wird er durch die Fangfeder in seiner Aufwärtsbewegung effektiv gebremst. Ein Reflektieren am Schalthebel ist somit nicht mehr möglich. Dadurch können die Kontakte nicht erneut geöffnet werden, so dass Verschweißungen und letztendlich eine Zerstörung des Gerätes vermieden werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Fangfeder, die V-förmige Blattfederelemente aufweist, und einer trapezförmigen Aufdickung als Gegenstück am Kontaktschieber, wird dieser effektiv gebremst, falls er durch seine Eigenträgheit beim Einschalten weiter nach oben beschleunigt wird. Mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Fangfeder wird vermieden, dass der Kontaktschieber am Schalthebel auf Grund seiner kinetischen Energie reflektiert wird und während seiner Rückwärtsbewegung die Kontakte erneut öffnet. Die Gefahr, dass die Kontakte dadurch verschweißen und das Gerät zerstört wird, ist nicht mehr gegeben.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dämpfungselements besteht darin, dass von den üblichen Montagevorgängen nicht abgewichen werden muss, da die fehlenden Elemente der Fangfeder bei der Montage des Kontaktschiebers einfach überbrückt werden können. Während des normalen Betriebs, also zwischen Ein- und Aus-Zustand des Schaltgerätes hat die Fangfeder keine Auswirkung auf die Bewegungsfreiheit des Kontaktschiebers. Erst wenn der Kontaktschieber von der Brücke abhebt, wird dieser effektiv durch die Fangfeder gebremst, um eine Reflexion zu vermeiden. Gemäß der Erfindung ist der Kontaktschieber U-förmig ausgebildet, mit einem Mittelbereich und zwei Seitenführungen, an welchen zumindest ein Vorsprung angeordnet ist. Bei dem Vorsprung handelt es sich vorzugsweise um eine trapezförmige Aufdickung an einer Seitenführung des Kontaktschiebers, die als Gegenstück zu einer Ausbuchtung im Dämpfungselement ausgebildet ist, wodurch der Kontaktschieber beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts in seiner Aufwärtsbewegung effektiv gebremst wird. Ein Reflektieren am Schalthebel des Schaltgeräts ist somit nicht mehr möglich. Dadurch können die Kontakte des Kontaktsystems nicht mehr geöffnet werden, so dass Verschweißungen vermieden werden.
    Eine erfindungsgemäße Weiterführung dieses Konzepts kann darin bestehen, dass das Dämpfungselement als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist. Die Ausbildung des Dämpfungselements als Stanz-Biegeteil beinhaltet den Vorteil, dass das Dämpfungselement einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und zudem leicht montiert werden kann.
    In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann ein weiteres Konzept darin bestehen, dass das Dämpfungselement U-förmig ausgebildet ist mit zwei parallel zueinander und voneinander beabstandeten Seitenstegen und einem Übergangsbereich. Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfungselements in U-Form beinhaltet den Vorteil, dass das Dämpfungselement um das Leitblech des Schaltgeräts herum positioniert werden kann, das sich im Allgemeinen am Gehäuseboden des Schaltgeräts befindet. Dadurch ist eine feste Fixierung des Dämpfungselements in der Unterbaugruppe des Schaltgeräts möglich. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass das Leitblech auf dem Übergangsbereich des Dämpfungselements angeordnet ist.
  • In einer weiteren speziellen Fortführung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass die Seitenstege des Dämpfungselements Ausbuchtungen aufweisen, die beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts mit dem mindestens einem Vorsprung am Kontaktschieber in Wirkverbindung stehen. Befindet sich der Kontaktschieber zwischen zwei Positionen "Ein" und "Aus", so ist das Dämpfungselement wirkungslos und die Bewegungsfreiheit des Kontaktschiebers wird nicht eingeschränkt. Bewegt sich der Kontaktschieber allerdings nach einer Schnelleinschaltung durch seine Eigenträgheit weiter nach oben und hebt von der Brücke ab, so wird das Dämpfungselement, durch das Zusammenwirken des Vorsprungs am Kontaktschieber und der Ausbuchtung am Dämpfungselement, in seiner Aufwärtsbewegung effektiv gebremst. Ein Reflektieren am Schalthebel ist somit nicht mehr möglich.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann eine technische Weiterführung dieses erfindungsgemäßen Konzepts darin bestehen, dass das Dämpfungselement unterhalb eines Leitblechs des Schaltgeräts positioniert ist. Das Leitblech eines Schaltgeräts, insbesondere eines Leistungsschalters, ist im Allgemeinen am Gehäuseboden positioniert. Durch die U-Förmigkeit des Dämpfungselements kann das Leitblech durch die zwei parallel zueinander und voneinander beabstandeten Seitenstege des Dämpfungselements geführt werden und auf dem Übergangsbereich des Dämpfungselements aufliegen. Damit verbunden ist eine feste Fixierung des Dämpfungselements an der Unterteilbaugruppe des Schaltgeräts.
  • Es kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement als Blattfederelement ausgebildet ist. Der Vorteil dieser speziellen Ausführungsform des Dämpfungselements besteht darin, dass für diese Art Federelement kein besonders großer Bauraum zur Verfügung gestellt werden muss. Dem Dämpfungselement ist es in dieser speziellen Ausführungsform möglich, den Kontaktschieber mit seinen trapezförmigen Aufdeckungen im verbauten Zustand formschlüssig zu umschließen.
  • Erfindungsgemäß kann es außerdem vorgesehen sein, dass der Kontaktschieber vom Dämpfungselement im verbauten Zustand formschlüssig umschlossen ist. Dieses spezielle Ausführungsbeispiel wird besonders durch ein Dämpfungselement, das als Blattfederelement ausgebildet ist, begünstigt.
  • Es kann erfindungsgemäß außerdem vorgesehen sein, dass das Schaltgerät ein Leistungsschalter ist.
  • Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist von einem Gehäuse umgeben und weist ein Kontaktsystem auf, mit einem Kontaktschieber, in welchem ein bewegliches Schaltstück mit Kontakten geführt ist, und einem zum beweglichen Schaltstück gegenüberliegenden fest positionierten Schaltstück. Der Kontaktschieber ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet mit einem Mittelbereich und zwei Seitenführungen. Zwischen den Seitenführungen des Kontaktschiebers ist eine Kontaktlastfeder angeordnet. Oberhalb des Mittelbereichs des Kontaktschiebers ist ein Schalthebel angeordnet, der in Wirkverbindung zum Kontaktsystem steht. Das Prinzip der Schnelleinschaltung basiert darauf, dass die Schließbewegung des Kontaktapparats aus Kontaktschieber und festen und beweglichen Schaltstücken von der Einschaltbewegung des Schalthebels, also übergeordnet von der handbetätigten Mechanik aus Betätigungselement, Schaltschloss und Übertragungskette, entkoppelt wird. Der Kontaktapparat und somit die Brücke wird beim Einschaltvorgang in einem gewissen Abstand zu den Festschaltstücken vom Schalthebel gehalten, bis die übergeordnete handbetätigte Mechanik den Einschaltvorgang abgeschlossen hat. Erst dann wird der Kontaktapparat freigegeben, wodurch die Kontakte durch den vorgespannten Federspeicher in einer Art Sprungfunktion geschlossen werden.
  • Die Kontaktlastfeder ist auf einem Leitblech, das am Gehäuseboden des Schaltgeräts positioniert ist, angeordnet. Der Kontaktschieber, die Kontaktlastfeder, die zwischen den Seitenführungen des Kontaktschiebers positioniert ist, und das Leitblech werden von einem Dämpfungselement, das vorzugsweise als Blattfederelement beziehungsweise als Fangfeder ausgebildet ist, umfasst und zwar derart, dass das Dämpfungselement an einer Seitenführung des Kontaktschiebers anliegt und unterhalb des Leitblechs durchgeführt ist.
  • Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit einem Dämpfungselement für das Kontaktsystem zeichnet sich dadurch aus, dass mit dem Einsatz des Dämpfungselements vermieden wird, dass der Kontaktschieber am Schalthebel auf Grund seiner kinetischen Energie reflektiert und während seiner Rückwärtsbewegung die Kontakte erneut öffnet. Die Gefahr, dass die Kontakte verschweißen und das Gerät dadurch zerstört wird, ist nicht mehr gegeben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass von den üblichen Montagevorgängen nicht abgewichen werden muss, da das federnde Element bei der Montage des Kontaktschiebers einfach überbrückt werden kann. Während des normalen Betriebs - also zwischen Ein- und Aus-Zustand des Geräts - hat das Dämpfungselement keine Auswirkung auf die Bewegungsfreiheit des Kontaktschiebers. Erst wenn der Kontaktschieber von der Brücke abhebt wird diese effektiv durch die Fangfeder gebremst, um eine Reflexion zu vermeiden.
  • Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen schematisch:
    • Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts mit Kontaktsystem und Dämpfungselement;
    • Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung das Kontaktsystem mit Dämpfungselement;
    • Fig. 3 in einer Schnittdarstellung das Kontaktsystem mit Dämpfungselement im ausgeschalteten Zustand;
    • Fig. 4 in einer Schnittdarstellung das Kontaktsystem mit Dämpfungselement im eingeschalteten Zustand;
    • Fig. 5 in einer Schnittdarstellung das Kontaktsystem mit Dämpfungselement nach dem sprunghaften Einschalten.
  • Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schaltgerät, welches von einem Gehäuse umgeben ist und ein Kontaktsystem aufweist, welches einen Kontaktschieber 1, in welchem ein bewegliches Schaltstück 2 mit Kontakten geführt ist, und ein zum beweglichen Schaltstück 2 gegenüberliegend angeordnetes fest positioniertes Schaltstück 3 aufweist. Der Kontaktschieber 1 ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet mit einem Mittelbereich 4 und zwei Seitenführungen 5, 6. Zwischen den Seitenführungen 5, 6 des Kontaktschiebers 1 ist eine Kontaktlastfeder 7 angeordnet. Oberhalb des Mittelbereichs 4 des Kontaktschiebers 1 ist ein Schalthebel 8 angeordnet, der in Wirkverbindung zum Kontaktsystem steht.
  • Das Prinzip der Schnelleinschaltung basiert darauf, dass die Schließbewegung des Kontaktapparats aus Kontaktschieber 1, beweglichem Schaltstück 2 und festem Schaltstück 3, von der Einschaltbewegung des Schalthebels 8, also übergeordnet von der handbetätigten Mechanik, aus Betätigungselement, Schaltschloss und Übertragungskette, entkoppelt wird. Das bewegliche Schaltstück 2 wird beim Einschaltvorgang in einem gewissen Abstand zu den Festschaltstücken 3 vom Schalthebel 8 gehalten, bis die übergeordnete handbetätigte Mechanik den Einschaltvorgang abgeschlossen hat. Erst dann wird der Kontaktapparat freigegeben, wodurch die Kontakte durch den vorgespannten Federspeicher in einer Art Sprungfunktion geschlossen werden.
  • Die Kontaktlastfeder 7 sitzt auf einem Kunststoffdom im Unterteil des Schaltgeräts. Am Gehäuseboden ist ein Leitblech 9 positioniert. Der Kontaktschieber 1, die Kontaktlastfeder 7,die zwischen den Seitenführungen 5, 6 des Kontaktschiebers 1 positioniert ist, und das Leitblech 9 werden von einem Dämpfungselement 10, das vorzugsweise als Blattfederelement beziehungsweise als Fangfeder ausgebildet ist, umfasst und zwar derart, dass das Dämpfungselement 10 an den Seitenführungen 5,6 des Kontaktschiebers 1 anliegt und unterhalb des Leitblechs 9 durchgeführt ist.
  • Aus Fig. 2 geht hervor, wie das Dämpfungselement 10 die Einheit aus Kontaktschieber 1, Kontaktlastfeder 7 und Leitblech 9 umfasst. Das Dämpfungselement 10 ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet mit einem Übergangsbereich 11 und zwei parallel zueinander und voneinander beabstandeten Seitenstegen 12, 13. Der Seitensteg 12 des Dämpfungselements 10 liegt dabei an der Seitenführung 5 des Kontaktschiebers 1 an. Ebenso liegt der Seitensteg 13 des Dämpfungselements 10 an der Seitenführung 6 des Kontaktschiebers 1 an. Das Leitblech 9 ist auf dem Übergangsbereich 11 des Dämpfungselements 10 positioniert und durch die Seitenstege 12, 13 geführt, so dass das Dämpfungselement 10 die Seitenführungen 4, 5 des Kontaktschiebers, die dazwischen positionierte Kontaktlastfeder 7 und das Leitblech 9 umfasst. Aus der Fig. 2 geht außerdem hervor, dass die Seitenstege 12, 13 des Dämpfungselements 10 Ausbuchtungen 14 aufweisen, die zu den Seitenführungen 5, 6 des Kontaktschiebers 1 hin ausgebildet sind.
  • Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Kontaktsystem mit Dämpfungselement im ausgeschalteten Zustand. Im ausgeschalteten Zustand sind die Kontakte geöffnet und der Schalthebel 8 liegt am Kontaktschieber 1 an. Das Dämpfungselement 10 ist in diesem Schaltzustand ohne Wirkung. Aus dieser Figur 3 gehen Vorsprünge 15 hervor, die an den Enden der Seitenführungen 5,6 des Kontaktschiebers 1 angeordnet sind. Diese Vorsprünge 15 wirken mit den Ausbuchtungen 14 das Dämpfungselement 10 nach einer Schnelleinschaltung zusammen.
  • Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Kontaktsystem mit Dämpfungselement 10 im eingeschalteten Zustand. Im eingeschalteten Zustand liegt der Schalthebel 8 nicht unmittelbar am Kontaktschieber 1 an. Die Kontakte aus beweglichem Schaltstück 2 und fest positioniertem Schaltstück 3 sind in diesem Schaltzustand geschlossen. Das Dämpfungselement 10 ist auch hier ohne Wirkung.
  • In Fig. 5 ist das erfindungsgemäße Kontaktsystem mit Dämpfungselement 10 nach dem sprunghaften Einschalten dargestellt. Die Kontakte sind hier weiterhin geschlossen. Der Kontaktschieber 1 versucht zu beschleunigen, wird allerdings vom Dämpfungselement 10 gebremst. Der Bremsvorgang wird durch das Zusammenwirken der Vorsprünge 15 an den Seitenführungen 5, 6 des Kontaktschiebers 1 mit der Ausbuchtung 14 an den Seitenstegen 12, 13 des Dämpfungselements 10 hervorgerufen. Das Dämpfungselement 10 ist vorzugsweise als Fangfeder ausgebildet und bildet das Gegenstück zu einer vorzugsweisen trapezförmigen Aufdickung am Kontaktschieber. Dadurch wird die Bewegung des Kontaktschiebers 1 effektiv gebremst. Mit dem Einsatz dieses Dämpfungselements 10 wird vermieden, dass der Kontaktschieber 1 am Schalthebel 8 auf Grund seiner kinetischen Energie reflektiert wird und während seiner Rückwärtsbewegung die Kontakte erneut öffnet. Die Gefahr, dass die Kontakte verschweißen und das Gerät dadurch zerstört wird, ist nicht mehr gegeben.
  • Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit einem Dämpfungselement für das Kontaktsystem zeichnet sich dadurch aus, dass mit dem Einsatz des Dämpfungselements vermieden wird, dass der Kontaktschieber am Schalthebel auf Grund seiner kinetischen Energie reflektiert und während seiner Rückwärtsbewegung die Kontakte erneut öffnet. Die Gefahr, dass die Kontakte verschweißen und das Gerät dadurch zerstört wird, ist nicht mehr gegeben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass von den üblichen Montagevorgängen nicht abgewichen werden muss, da das federnde Element bei der Montage des Kontaktschiebers einfach überbrückt werden kann. Während des normalen Betriebs - also zwischen Ein- und Aus-Zustand des Geräts - hat das Dämpfungselement keine Auswirkung auf die Bewegungsfreiheit des Kontaktschiebers. Erst wenn der Kontaktschieber von der Brücke abhebt wird diese effektiv durch die Fangfeder gebremst, um eine Reflexion zu vermeiden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kontaktschieber
    2
    bewegliches Schaltstück
    3
    fest positioniertes Schaltstück
    4
    Mittelbereich
    5
    Seitenführung
    6
    Seitenführung
    7
    Kontaktlastfeder
    8
    Schalthebel
    9
    Leitblech
    10
    Dämpfungselement
    11
    Übergangsbereich
    12
    Seitensteg
    13
    Seitensteg
    14
    Ausbuchtung
    15
    Vorsprung

Claims (8)

  1. Schaltgerät mit einem Dämpfungselement (10) für das Kontaktsystem beim sprunghaften Einschalten, wobei das Kontaktsystem einen Kontaktschieber (1) und ein darin geführtes bewegliches Schaltstück (2) aufweist und wobei das bewegliche Schaltstück (2) gegenüberliegend zu einem festen Schaltstück (3) angeordnet ist, wobei der Kontaktschieber (1) zumindest einen Vorsprung (15) aufweist, der beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts mit dem Dämpfungselement (10) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschieber (1) U-förmig ausgebildet ist mit einem Mittelbereich (4) und zwei Seitenführungen (5,6), an welchen der zumindest ein Vorsprung (15) angeordnet ist.
  2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (10) ein Stanz-Biegeteil ist.
  3. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (10) U-förmig ausgebildet ist mit zwei parallel zueinander und voneinander beabstandeten Seitenstegen (12,13) und einem Übergangsbereich (11).
  4. Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenstege (12,13) des Dämpfungselementes (10) Ausbuchtungen (14) aufweisen, die beim sprunghaften Einschalten des Schaltgeräts mit mindestens einem Vorsprung (15) am Kontaktschieber (1) in Wirkverbindung stehen.
  5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (10) unterhalb eines Leitblechs (9) des Schaltgeräts positioniert ist.
  6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (10) als Blattfederelement ausgebildet ist.
  7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschieber (1) vom Dämpfungselement (10) im verbauten Zustand formschlüssig umschlossen ist.
  8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät ein Leistungsschalter ist.
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