DE19741927C1 - Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, insbesondere auf Leistungsschalter oder einen Gleichstromschnellschalter.

Herkömmliche Schalter haben einen Kontakthebel, der mittels eines in diesem ausgebildeten Langloch auf einer stationär angeordneten Achse gelagert sind. Im ausgeschalteten Zustand und auch während einer das Einschalten bezweckende Schwenkbewegung des Kontakthebels ist die Achse in einem zylindrisch ausgebildeten und als Gleitlager funktionierenden Endabschnitt des Langlochs aufgenommen. Nach dem Einschalten, d. h. nachdem der Kontakthebel soweit verschwenkt worden ist, daß die Hauptkontakte miteinander in Berührung kommen, wird die Schwenkbewegung kurz fortgesetzt, so daß der Kontakthebel im Langloch vom besagten Endabschnitt abhebt und dabei die Gleitlagerung gelöst wird. Durch dieses Nachschwenken des Kontakthebels wird ein teilweises Zurechtrücken der miteinander in Berührung befindlichen Oberflächen der Hauptkontakte erreicht.

Aus der Druckschrift DE 34 43 147 C2 ist ein Schalter mit einem beweglichen Kontaktarm bekannt, der an einem Ende in zwei mit Abstand zueinander angeordneten Langlöchern eines Trägers gela­ gert ist und an seinem freien Ende einen Kontakt aufweist. Die Kontaktanordnung hat eine Verklinkungsstelle nahe dem Kontakten­ de und Federn, deren Anlegungspunkt und Kontaktarm sich zwischen der Verklinkungsstelle und der Lagerstelle befindet. Die Kon­ taktanordnung hat desweiteren ein auf beide Lagerstellen wirken­ des zusätzliches Führungsteil, das ein Verdrehen des in den Langlöchern gelagerten Kontaktarmes um seine Längsachse verhin­ dert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter zu schaffen, bei dem eine optimale selbstätige Lageanpassung der Oberflächen der Hauptkontakte zueinander zur Erreichung einer maximalen Kontaktlinie möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.

Bei der Lösung der Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 wurde berücksichtigt, daß für eine optimale Betätigung des Schalters, bzw. für ein störungsfreies Schalten, zwei Bedingungen erfüllt sein müssen. Zum Einen ist es notwendig, daß der den einen Hauptkontakt tragende Kontakthebel in noch offener Position exakt mittig zum zweiten Hauptkontakt liegt, um beim Zuschalten diesen immer zentral treffen zu können. Zum Zweiten muß der vom Kontakthebel getragene erste Hauptkontakt im eingeschalteten Zustand eventuell nachträglich in eine genaue Position bezüglich des zweiten Hauptkontakts eingerückt werden.

Die obengenannten Bedingungen werden durch die Schalterkonstruktion gemäß der Erfindung optimal erfüllt. Zum Einen ist ein Endabschnitt des Langlochs so ausgebildet, daß er eine großflächige und zugleich spielfreie Gleitlagerung des Kontakthebels auf der Achse in noch offener Schalterposition gewährleistet, so daß der am Kontakthebel befindliche Hauptkontakt exakt mittig mit dem zweiten Hauptkontakt in Berührung gebracht werden kann. Zum Zweiten ist ein sich an den besagten Endabschnitt anschließender und nach dem Schließvorgang infolge einer Nachdrehung des Kontakthebels die Lagerung des Letzteren auf der Achse übernehmender Öffnungsabschnitt des Langlochs so ausgebildet, daß der Kontakthebel zugleich zwei Kippbewegungen in unterschiedlichen Richtungen ausführen kann. Somit kann der vom Kontakthebel getragene erste Hauptkontakt nach dem Zuschalten in eine genaue Position bezüglich des zweiten Hauptkontakts kugelgelenkartig eingerückt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a, 1b: eine Seitenansicht des Schalters im offenen (Fig. 1a) und geschlossenen (Fig. 1b) Zustand;

Fig. 2: eine perspektivische Ansicht der zum Schalter gehörenden Hauptelemente.

Fig. 3a, 3b: Schnittansichten des in Fig. 2 gezeigten Kontakthebels in einer Ebene entlang der Erstreckungsrichtung des Langlochs (Gelenkaufnahmeöffnung) mit der darin aufgenommenen Achse;

Fig. 3c: eine vom mittigen Abschnitt der Achse freigelegte Ansicht nach Fig. 3b zur Verdeutlichung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Wie die Fig. 1a und Fig. 1b zeigen, ist ein Schalter mit einem Kontakthebel 1 ausgestattet, der im wesentlichen parallel zur Zeichnungsebene um eine Achse 2 verschwenkbar ist, um die Hauptkontakte 3 des Schalters miteinander in Berührung zu bringen. Die Bewegung des Kontakthebels 1 wird durch ein Gestänge 4 und eine nicht im einzelnen gezeigte Antriebseinrichtung gesteuert.

Die Achse 2 ist - wie die Fig. 2 im einzelnen zeigt - an einem Gestell 5 fest angebracht und hat zwei konisch verlaufende Absätze 2a und 2b, durch welche der Durchmesser des mittigen Abschnitts 2c der Achse 2 reduziert ist. Dieser mittige Abschnitt 2c dient somit als eigentliche Drehachse für das Verschwenken des Kontakthebels 1.

In dem in Fig. 1a gezeigten montierten Zustand des Schalters ist der Kontakthebel mittels einer Öffnung 6 auf der Achse 2 gelagert. Die Öffnung 6 stellt in diesem Ausführungsbeispiel ein Langloch mit zwei Endabschnitten 6a, 6b dar. Die Endabschnitte 6a, 6b des Langloches 6 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei der zweite Endabschnitt 6b einen kleineren Durchmesser als der erste Endabschnitt 6a aufweist. Der zweite Endabschnitt ist halbkreisförmig ausgebildet und ist über einen geraden Öffnungsabschnitt 6c, welcher von den Halbkreisenden des zweiten Endabschnitts 6b tangential ausgehende und sich zueinander parallel erstreckende Wände aufweist, mit dem ersten Endabschnitt 6a verbunden. Der gerade Öffnungsabschnitt (6c) hat die in Fig. 3a gezeigte Länge (x).

Die Öffnungsränder des ersten Endabschnitts 6a und des geraden Öffnungsabschnitts 6c sind mit Fasen 6d versehen, deren Form im wesentlichen der Form der konisch verlaufenden Absätze 2a und 2b der Achse 2 entspricht. Dabei ist der mittige Abschnitt 2c der Achse 2 um 0,1 bis 0,9 mm länger als die Breite der gegenüberliegenden parallelen Wände des geraden Öffnungsabschnitts 6c, so daß es wegen des dadurch gewährleisteten axialen Spiels des auf der Achse 2 gelagerten Kontakthebels 1 möglich ist, den Kontakthebel in der Zeichnungsebene in Fig. 3b in bezug auf die Achse 2 um einen Winkel bis zu 5° zu verdrehen. Zu diesem Zweck eignet sich die in Fig. 3c gezeigte Ausführungsform besonders.

Die oben beschrieben Elemente des Schalters gemäß dem Ausführungsbeispiel ermöglichen im einzelne die im folgenden dargelegte Funktionsweise.

Im offenen Zustand befindet sich der Kontakthebel 1 in der in Fig. 1a gezeigten Position. In dieser Position, die auch durch die Darstellung in Fig. 3a verdeutlicht ist, befindet sich die Achse 2 mit der zylindrischen Wand des zweiten Endabschnitts 6b in Anschlag und ist in diesem gleitend gelagert, um eine durch das Gestänge 4 kontrollierte Kipp- bzw. Schwenkbewegung des Kontakthebels 1 zu ermöglichen. Während der Schließbewegung des Schalters wird der Kontakthebel 1 durch das Gestänge 4 im Uhrzeigersinn gedreht, um die Hauptkontakte 3 miteinander in Berührung zu bringen. Nachdem die Hauptkontakte 3 miteinander in Anlage gebracht sind, wird die Drehung des Kontakthebels 1 um einen kleinen Winkel fortgesetzt, bevor die das Gestänge antreibende Vorrichtung eingestellt wird. Weil das in bezug auf die Achse 2 auf der gegenüberliegenden Seite des Gestänge 4 liegende Ende des Kontakthebels 1 durch die miteinander in Anlage befindlichen Hauptkontakte 3 blockiert ist, wird mit dieser Nachdrehung erreicht, daß sich die Achse 2 von ihrem, durch den zweiten Endabschnitt 6b der Gelenkaufnahmeöffnung gebildeten Lagersitz löst. Dabei nimmt die Achse 2 die in Fig. 1b und Fig. 3b gezeigte Position im geraden Öffnungsabschnitt 6c ein.

Die oben beschriebene Nachdrehung des Kontakthebels 1 ermöglicht zunächst ein leichtes Kippen der Hauptkontakte 3 zueinander in der Zeichnungsebene der Fig. 1a und Fig. 1b, welches zum Ziel hat, eine optimalen Kontaktlinie zwischen den Hauptkontakten 3 einzustellen.

Durch die besondere Ausbildung der Öffnungsrandfasen am geraden Öffnungsabschnitt 6c und der kegelförmigen Stufen am mittigen Abschnitt 2c der Achse 2 wird darüber hinaus eine gewisse Schwenkfreiheit des Kontakthebels in der Zeichnungsebene in Fig. 3b, d. h. in einer die Achse 2 enthaltenden Ebene senkrecht zu den miteinander in Anlage befindlichen Kontaktflächen der Hauptkontakte 3 des Kontakthebels 1, gewährleistet. Dank der oben beschriebenen Konstruktion hat die Verschiebung der in Eingriff mit der Achse 2 befindliche Lagerstelle des Kontakthebels 1 vom zweiten Endabschnitt 6b zum mittleren geraden Öffnungsabschnitt 6c den weiteren Vorteil, daß ein leichtes Kippen der Hauptkontakte 3 zueinander auch in einer Ebene senkrecht zur Zeichnungsebene in Fig. 1a und Fig. 1b ermöglicht wird. Dies hat zum Ergebnis, daß die gegenüberliegenden Oberflächen der Hauptkontakte 3 sich selbstätig so zueinander einstellen können, daß eine der Größe nach maximale Kontaktfläche zwischen den Hauptkontakten 3 gewährleistet ist.

Mit anderen Worten wird durch die Konstruktion gemäß der Erfindung eine solche Bewegungsfreiheit des Kontakthebels gewährleistet, daß eine quasi kugelgelenkartige Lageänderung des am Kontakthebel 1 angebrachten Hauptkontakts 3a in bezug auf den positionsfesten 3b Hauptkontakt möglich ist.

Die Erfindung ist auf das oben dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt.

So zum Beispiel können die zueinander passenden Lageroberflächen von Achse und Gelenköffnung auch jede andere Formkombination aufweisen. Der zwischen den Absätzen 2a und 2b rotationssymmetrisch ausgebildete konkave mittige Abschnitt der Achse 2, an dem der Kontakthebel 1 gelagert ist, kann auch durch eine Kreislinie gebildet werden. In diesem Fall müssen die mit diesem Abschnitt in Anlage bringbaren Wände des zweiten Endabschnitts 6b auch entsprechend kreisförmig abgerundet sein, um eine möglichst große Gleitlagerfläche zu gewährleisten. Gleichzeitig soll der Radius der Abrundung der Öffnungskanten im mittigen Abschnitt 6c der Gelenkaufnahmeöffnung 6 kleiner sein als der Radius der Krümmungsbildende des zweiten Abschnitts 6b, um ein ausreichendes Spiel für eine Verdrehung der Achse 2 im mittigen Abschnitt zu gewährleisten.

Claims (3)

1. Schalter mit einem auf einer Gelenkachse (2) gelagerten und mit einem ersten Hauptkontakt (3a) versehenen Kontakthebel (1), der zu einem zweiten Hauptkontakt (3b) schwenkbar ist, wobei die Gelenkachse (2) in einer als Langloch ausgebildeten Gelenkaufnahmeöffnung (6) des Kontakthebels (1) aufgenommen ist, welche Gelenkaufnahmeöffnung (6) mindesten einen ersten Öffnungsabschnitt (6b) mit einer rotationssymmetrisch konvex oder konkav ausgebildeten Wand aufweist, die zur Bildung eines Gleitlagerpaars mit einem zugehörigen konkav bzw. konvex ausgebildeten mittleren Abschnitt (2c) der Gelenkachse (2) während der Schwenkbewegung des Kontakthebels (1) in Eingriff bringbar ist, und einen weiteren sich an den ersten Öffnungsabschnitt (6b) anschließenden zweiten Öffnungsabschnitt (6c) mit zwei sich im wesentlichen parallel zueinander erstreckenden Wänden hat, die bei einer nach Berührung der Hauptkontakte (3a, 3b) fortgesetzten Schwenkbewegung des Kontakthebels (1) die Lagerung des Kontakthebels auf der Gelenkachse (2) übernehmen, um eine Kippbewegung des Kontakthebels (1) in einer Ebene parallel zu der Gelenkachse (2) zu ermöglichen.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Öffnungsabschnitt (6c) ein axiales Spiel der Gelenkachse (2) erlaubt, währenddessen die Gelenkachse (2) im ersten Öffnungsabschnitt (6b) spielfrei einfügbar ist.

3. Schalthebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel der Gelenkachse (2) im zweiten Öffnungsabschnitt (6c) 0,1-0,9 mm beträgt.