DE3326220C2 - Schnappschaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Schnappschaltvorrichtung mit federnd ausgebildeten, an elektrische Leitungen anschließbaren Kontaktzungen und mit einem unter Federspannung stehenden, am Gehäuse gelagerten, über ein Betätigungsglied zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbaren, langgestreckten, verformbaren Schaltorgan, das mit einer elektrischen Leitung verbindbar ist. Das technische Problem liegt bei einer Schnappschaltvorrichtung mit einer Signalschaltstellung und einer Leistungsschaltstellung darin, für die Leistungsschaltstellung ein quasiprellfreies Schaltverhalten sicherzustellen. Das Betätigungsglied (12) weist zwei im Abstand voneinander angeordnete, in Betätigungsrichtung hintereinander liegende Betätigungsorgane (14, 15) auf. Je eine Kontaktzunge (3, 4) stützt sich vorgespannt mit ihrem freien Ende an je einer Betätigungsnase (14, 15) ab. Das Schaltorgan (16, 21) befindet sich bei nichtbetätigtem Betätigungsglied (12) in einer Signalschaltstellung und bei betätigtem Betätigungsglied (12) in einer Leistungsschaltstellung. Das Schaltorgan (16, 21) liegt in der Leistungsschaltstellung an der einen in Einschaltrichtung frei federnden Kontaktzunge (4) an.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnappschaltvorrichtung nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Schnappschaltvorrichtung ist ;ius der US-PS 25 74 429 bekannt. Jede Kontaktzunge wirkt mit einem Paar einander gegenüberstehender Nasen des Betätigungsgliedes zusammen. Die Kontaktzungen haben gegeneinander gerichtete Vorspannungen, so daß sie beim Umschaltvorgang durch das Schallorgan von einer Nase abgehoben und an der anderen Nase des beireffenden Paares zur Anlage gebracht werden. Ds so die Kontaktzungen jeweils gegen einen festen Anschlag bewegt werden, führt dies zu Prellerscheinungen bei ίο dem Schaltorgan. Hieraus ergibt sich beim Schalten hoher Ströme eine unzulässige Kontaklerwärmung und in ungünstigen Fällen ein Kontaklabbrand. Mit den herkömmlichen Maßnahmen lassen sich relativ hohe, insbesondere induktive Ströme von z. B. 30 A nicht mehr schalten. Außerdem ist eine besondere Rückstellfeder für das Betätigungsglied erforderlich.

Aus der DE-OS 27 44 963 ist eine Schaltmechanik bekannt, bei der das Schaltorgan in seinen beiden Schnappstellungen die Rastlagen des Betätigungsgliedes festlegt. Eine nicht rastende Tastfunktion für das Beiäiigungsglied ist nicht vorgesehen. In den jeweiligen Schaltstellungen ist die wirksame Kontaktzunge durch das Schaltorgan nachgiebig verformt. Die Verformungsspannung wird beim Umschaltvorgang vor Erreichen der «Jmschaltstellung frei, so daß keine definierten Schaltwege gewährleistet sind.

Die GB-PS 10 56 132 beschreibt ein Schaltorgan, das aus einem Teil für die Federung und einem Teil für die Stromleitung besteht. Dieses Schaltorgan wirkt mit fejo sten Gegenkontakten zusammen.

Die DE-AS 11 23 015 beschreibt einen Schalter, bei dem die Kontaktbrücke an einem Federbügel unter Zwischenlage von Dämpfungselementen abgestützt ist. Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eincr Schnappschaltvorrichtung der genannten Art, daß die Kontaktzungen auch zur Rückstellung des Betätigungsgliedes ausgenutzt werden sollen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die beiden Betätigungsnasen des Betätigungsgliedes legen den Abstand der unter der Rückstellspannung anliegenden Kontaktzungen voneinander und damit den Umschaltweg des Schaltorgans fest. Bei der Bewegung des Betätigungsgliedes werden die Kontaktzungen entgegen ihrer Rückstellspannung gemeinsam bewegt und der Abstand zwischen ihnen bleibt unverändert. Dies ist auch noch der Fall, wenn die neutrale Stellung des Schaltorgans erreicht wird. Dann erfolgt in bekannter Weise eine schlagartige Umschaltung, bei der die in dem Schaltorgan gespeicherte potentielle Energie in Bewegungsenergie umgesetzt wird. Das Schaltorgan trifft auf die Gegenkontaktzunge auf, die entgegen ihrer Rückstellspannung in der Bewegungsrichtung des Schaltorgans ausweichen kann, so daß auf das Schaltorgan keine störende Prellkraft zurückwirkt. Dadurch srgibt sich eine nahezu ideale Schaltkurve.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schaltorgan aus einer starren mit einem Ende im bo Gehabe gelagerte Kontaktbrücke und einer Biegefeder besteht, die mit einem ihrer Enden in einer entsprechenden Aufnahme eines Gehäuseteiles und mit dem anderen Ende an der Kontaktbrücke gelagert ist. Die starre Kontaktbrücke hat einen großen Querschnitt für es Stromüberlragungszwecke, die Biegefeder ist verformbar. Dadurch ist ein günstiges Schaltverhalten gewährleistet.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß

jede Betätigungsnase eine Zylinderfläche als Anlagefläche für eine Kontaktzunge aufweist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Kontaktzungen an den Betätigungsnasen abwälzen so daß eine gleichmäßige Bewegung der Kontaktzungen bei der Verschiebung des Betäiigungsgliedes gewährleistet ist.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Enden der Biegefeder als Walzensegmente ausgebildet sind und daß die Kontaktbrücke an ihrem einen Ende eine Aufnahme für ein Walzensegment der Biegefeder aufweist. Diese Walzensegmente sichern eine gleichmäßige Belastungsverteilung innerhalb der Biegefeder und an den Lagerstellen, so daß dadurch ein gutes Verstellverhalten und eine gleichmäßige Verstellfunktion gewährleistet sind-

Ferner ist vorgesehen, daß die Kontaktbrücke an ihrem anderen Ende walzenförmig ausgebildet und in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses angeordnet ist.

Ferner ist vorgesehen, daß die mit der ersten Kontaktzunge zusammenwirkende Betätigungsnase des Betätigungsgliedes mit zusätzlichen Dämpfungsmitteln ausgestattet ist. Dadurch wird auch für die unbetätigte erste Schaltstellung die Prellfreiheit verbessen.

Ferner ist vorgesehen, daß das Dämpfungsmittel eine Druckfeder ist, über die eine Betätigungsnase am Betätigungsglied gehalten ist.

Schließlich ist vorgesehen, daß das Dämpfungsmittel aus einem elastischen Material besteht.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der darstellen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Schnappschaltvorrichtung und

F i g. 2 eine Unteransicht eines Ausschnittes zu F i g. 1.

F i g. 1 zeigt zwei Gehäuseteile I₁ 2. an denen jeweils eine Kontaktzunge 3, 4 gehalten ist. Die Kontaktzunge 3 ist mit einem Ende 5 in das Gehäuseteil 1 eingelassen und liegt an einer Stützschneide 6 an, damit definierte Bewegungsverhältnisse vorgegeben sind. Die Kontaktzunge 4 ist entsprechend an dem Gehäuseteil 2 festgelegt und wälzt sich am Kopf des Gehäuseteils 2 ab. Die Kontaktzungen 3 und 4 tragen an ihren Enden einen Kontaktbelag 7,8. Die Kontaktzunge 4 besitzt an ihrem Ende einen seitlichen Ansatz 9, vgl. F i g. 2. An die Kontaktzungen 3 und 4 sind Anschlußleitungen 10, U angeschlossen.

Ein Betätigiingsglied 12 ist in Pfeilrichtung 13 in nicht dargestellten Führungen des Gehäuses verschiebbar. Das Betätigungsglied 12 ist rastend oder nichtrastend uusgebildet. Das Betätigungsglied 12 besitzt eine erste Betätigungsnase 14 mit einer Zylinderfläche, an der die Kontaktzunge 3 anliegt. Die Betätigungsnase 14 kann durch eine nachgiebige oder federnde Abstützung oder Befestigung mit dem Betätigungsglied 12 verbunden sein. Außerdem besitzt das Betätigungsglied 12 eine zweite Betätigungsnase 15, ebenfalls mit einer Zylinderfläche, an der ein Ansatz 9 der Kontaktzunge 4 anliegt. Die Betätigungsnasen 14 und 15 sind in Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes in einem Abstand voneinander angeordnet und sind außerdem seitlich gegeneinander versetzt, wie man insbesondere der Fig.2 entnehmenkann.

Die Kontaktzungen 3 und 4 liegen jeweils unter Vorspannung entgegen der Pfeilrichtung 13 also in Richtung der unbetätigten Ruhestellung des Betätigungsgliedes an den Betätigungsnasen 14 und 15 an. Der Abstand zwischen den Kontaktzungen 3 und 4 ist durch den Abstand zwischen den Betätigungsnasen 14 und 15 festgelegt. Dieser Abstand bestimmt den Umschaltweg eines Schaltorgans, das sich aus einer Kontaktbrücke 16 und einer Biegefeder 21 zusammensetzt. Die Kontaktbrücke 16 ist einerseits in einer Gelenkpfanne 17desGehäusc:eiies 1 schwenkbar gelagert. Am freibeweglichen Ende der Kontaktbrücke 16 befindet sich eine Aufnahme 18. Zwischen der Aufnahme 18 und einer als Gegenlagerstelle dienenden Aufnahme 19

ίο in einem Gehäuseteil 20 befindet sich die Biegefeder 21 in Form einer Blattfeder, die an ihren Enden jeweils Walzensegmente 22 und 23 aufweist, die sich in den Aufnahmen 18 und 19 abwälzen. Dadurch ist eine gute Kraftverteilung und eine gleichmäßige Abwälzbewegung gewährleistet. Die Kontaktbrücke 16 besitzt außerdem einen doppelseitigen Kontaktbelag 24. An die Kontaktbrücke 16 ist eine Anschlußleitung 25 angeschlossen.

In Fi g. 1 ist in ausgezogenen Linien eine unbetätigte erste Schaltstellung (Signalstellung) der Schnappschaltvorrichtung dargestellt. Das Betätigungsglied 12 befindet sich in angehobener Stellung, in der es durch die Vorspannung der Kontaktzungen 3 und 4 gehalten ist. Die Kontaktzunge 3 liegt an der Betätigungsnase 14 und die Kontaktzunge 4 an der Betätigungsnase 15 an. Der Abstand zwischen den Kontaktbelagen 7 und 8 der Kontaktzungen 3 und 4 ist durch den Abstand der Betätigungsnasen 14 und 15 festgelegt. Die Blattfeder 21 hält den Kontaktbelag 24 der Kontaktbrücke 16 ar. den

jo Kontaktbelag 7 der Kontaktzunge 3 unter Vorspannung in Anlage.

Zur Umschaltung der Schnappschaltvorrichiung in die betätigte zweite Schaltstellung (Leistungsschaltstellung) wird das Betätigungsglied 12 in Pfeilrichtung 13 bewegt. Dadurch wird die Biegefeder 21 gespannt, so daß in der Biegefeder 21 potentielle Energie gespeichert wird. Schließlich wird die neutrale Stellung 26 der Schnappschaltvorrichtung erreicht. Auch in dieser Lage ist der Abstand zwischen den Kontaktbelägen 7 und 8 im wesentlichen der gleiche und durch den Abstand zwischen den Betätigungsnasen 14 und 15 vorgegeben. Sobald diese neutrale Stellung 26 erreicht ist. kann sich die Biegefeder 21 wieder entspannen und beschleunigt die Kontaktbrücke 16 gegen die Kontaktzunge 4 hin.

Die Kontaktbrücke 16 trifft schließlich mit dem Kontaktbelag 24 auf den Kontaktbelag 8 auf. Die Kontaktzunge 4 ist nicht unbeweglich gehalten, sondern liegt lediglich unter Vorspannung an der Betätigungsnase 15 an. Infolgedessen kann die Kontaktzunge 4 unter dem

so Aufprall der Kontaktbrücke 16 nachgeben, so daß dadurch die Bewegungsenergie abgebremst wird. Auf die Kontaktbrücke 16 wirkt jedoch keine nennenswerte Prellkraft, so daß diese Kontaktbrücke 16 quasi nicht zurückprallt. Bei einem Schaltstrom von 30 A in einem Leistungsschalter haben Messungen keine nennenswerte Restwelligkeit erkennen lassen. Die Schaltfunktion ist nahezu prellfrei.

Das Betätigungsglied 12 kann rastend oder nichtrastend ausgebildet sein. Die Rückstellung der Schnapp-

bo schaltvorrichtung in die Ausgangsschnappstellung erfolgt durch die Federkräfte der Koniakizungen 3 und 4. Dieser Rückstellvorgang bedarf keiner besonderen Erläuterung. Die Erfindung ermöglicht kontrollierte und penau vorgebbare Bewegungsverhältnisse beim Um-

b5 schaltvorgang.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schnappschalt vorrichtung mit zwei federnd ausgebildeten Kontaktzungen und mit einem zwischen den Kontaktzungen angeordneten, unter Federspannung stehenden, an einem Gehäuse gelagerten und zwischen zwei Schaltstellungen schnappend umschaltbaren, langgestreckten Schaltorgan, das in einer unbetätigien ersten Schaltstellung an der ersten Kontaktzunge und in einer betätigten zweiten Schaltstellung an der zweiten Kontaktzunge kontaktgebend anliegt, und mit einem etwa senkrecht zur Längserstreckung des Schaltorgans verschiebbaren und in Richtung auf seine unbetätigte Ruhestellung federnd vorgespannten Betätigungsglied, das im Abstand in Betätigungsrichtung hintereinander angeordnete Betätigungsnastn zur Betätigung der Kontaktzungen aufweist, von denen jeweils eine bei Bewegung des Betätigungsgliedes das Schaltorgan in die jeweils andere Schaltstellung bewegt, d a durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (12) zwei Betätigungsnasen (14, 15) aufweist und daß jede Kontaktzunge (3,4) in Richtung der unbetätigten Ruhestellung des Betätigungsgüedes (12) eine Rückstellvorspannung aufweist und mit ihrem freien Ende an der jeweiligen Betätigungsnase (14,15) anliegt.

2. Schnappschahvorrichiung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan aus einer starren, mit einem Ende im Gehäuse (1) gelagerten Kontaktbrücke (16) und einer Biegefeder (21) besteht, die mil einem ihrer Enden in einer entsprechenden Aufnahme eines Gehä'jseteils (20) und mit dem anderen Ende an der Kontaktbrücke (16) gelagert ist.

3. Schnappschahvomchtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnei. daß jede Betätigungsnase (14, 15) eine Zylinderfläche als Anlagefläche für eine Kontaktzunge (3.4) aufweist.

4. Schnappschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Biegefeder (21) als Walzensegmente (22, 23) ausgebildet sind und daß die Kontaktbrücke (16) an ihrem einen Ende eine Aufnahme (18) für ein Walzensegmeni (22) der Biegefeder (21) aufweist.

5. Schnappschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnei, daß die Kontaktbrücke (16) an ihrem anderen Ende walzenförmig ausgebildet und in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses (1) angeordnet ist.

6. Schnappschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten Kontaktzunge zusammenwirkende Betätigungsnase (14) des Betätigungsgliedes (12) mit zusätzlichen Dämpfungsmittein ausgestattet ist.

7. Schnappschaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittel eine Druckfeder ist, über ciic die Betätigungsnase (14) am Betätigungsglied (12) gehalten ist.

8. Schnappschallvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnei, daß das Dämpfungsmittel aus einem elastischen Material besteht.