DE3517659C2 - Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solcher Leistungsschalter ist aus der DE-OS 21 51 903 bekannt. Bei dem bekannten Leistungsschalter ist die Anschlußleiteranordnung aus einem einzigen Leiterstück gebildet. Dieses Leiterstück besitzt eine bogenförmige zu der Schwenkachse des Schaltarms konzentrische Gleitkontaktfläche, auf der die Gleitkontaktflächen der Schaltstücke aufliegen, wobei diese Gleitkontaktflächen als V-förmige Kerben ausgebildet sind. An dieser Stelle muß mittels Andruckfedern ein ausreichender Kontaktdruck gewährleistet werden. Fließt über die Gleitkon­ taktflächen ein starker Strom, so entsteht dort eine beträchtliche Abstoßungskraft, die mittels Federkraft kompensiert werden muß. Eine hohe Federkraft bedingt aber eine beträchtliche Reibung an den Gleitkontaktflächen, was das Öffnen und das Schließen des Leistungsschalters erschwert. Die Schaltstücke bestehen aus Metallstreifen, die mit Abstand nebeneinander angeordnet sind.

Aus der DE 27 56 741 A1 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, bei der jedes bewegliche Schaltstück geschlitzt ist, so daß die in den durch den Schlitz gebildeten beiden Schenkeln fließenden, parallelen Ströme eine Anziehung der Schenkel gegeneinander bewirken. Am offenen Ende des Schlitzes befindet sich eine bogenförmige Aufnahme für einen Anschlußleiter, gegen den die Aufnahmen der durch den Schlitz gebildeten Schenkel - gegebenenfalls federunterstützt - angepreßt werden. Eine vergleichbare "elektromagnetische" Lösung des Problems, eine ausreichende Kontaktdruck zu gewährleisten, scheidet aber bei der Konstruktion nach der oben er­ wähnten DE-OS 21 51 903 aus, da dort das Lager als Auflager ausgebildet ist, bei dem die parallel zueinander angeordneten Schaltstücke mit der nach unten gerichteten V-förmigen Kerbe auf dem durchgehenden zylindrischen Lager des Anschlußleiters aufliegen. Aus der DE 19 66 415 C3 ist ein Leistungsschalter bekannt, bei dem die Anschlußleiter zweiteilig ausgeführt sind, indem zwei Anschlußplatten mittels Schrauben flächig verbunden sind, wobei ihre Enden halbzylindrisch gestaltet sind, um bogenförmige Ausnehmungen zu bilden. Die beiden Anschlußplatten bilden zueinander parallele Stromwege, so daß die zwischen den Platten auftretenden Vorspannungskräfte bei Belastung mit hohem Fehlerstrom erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Leistungsschalter der eingangs genannten Art anzugeben bei dem im Normalbetrieb relativ geringe Reibungskräfte zum Bewegen der Schaltstücke um das Gelenk gegeben sind, bei dem bei hohen Strömen ausreichende Kontaktkräfte zwischen den Schaltstücken und der Anschlußleiteranordnung gewährleistet sind und bei dem eine gute Wärmeabfuhr im gesamten Schalterbereich gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Aufteilung der Anschlußleiteranordnung in mehrere einzelne Anschlußleiter, wobei die Aufteilung den jeweiligen Anschlußleiter in einen oberen und einen unteren Schenkel unterteilt, so daß die Enden der Schenkel oberhalb bzw. unterhalb der Gelenkachse liegen. Die Aufteilung in mehrere Einzel-Schaltstücke und in mehrere einzelne Anschlußleiter gewährleistet eine gute Wärmeableitung. Im Gelenkbereich erzeugen starke Ströme zwar abstoßende Kräfte, die im Sinne einer Verschlechterung der Kontaktgabe wirken, jedoch ziehen sich die in dem oberen und dem unteren Schenkel jedes Anschlußleiters fließende Ströme an, was die Abstoßungskräfte kompensiert. Der "normale" Kontaktdruck kann dann durch relativ kleine Druckfedern aufgebracht werden. Die übrigen Merkmale des Patentanspruchs dienen der Lagerung der beweglichen Schaltstücke und der Sicherstellung der Kontaktgabe bei niedrigen Strömen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der beweglichen Schaltstücke und der Anschlußleiter ermöglicht eine besonders wirtschaftliche Fertigung insofern als die Schaltstücke ebenso wie die Anschlußleiter aus einer dünnen leitenden Platte ausgestanzt werden können.

Ist der Leistungsschalter für relativ geringe Strombelastun­ gen ausgelegt, so kommt man mit einer verringerten Anzahl be­ weglicher Schaltstücke aus, so daß man den Zwischenabstand der Schaltstücke erhöhen kann. Ein erhöhter Abstand zwischen den Schaltstücken gewährleistet eine gute Kühlung. Aufgrund der eine Abstoßung im Gelenkbereich bewirkenden Ströme und der die abstoßenden Kräfte kompensierenden Anziehungskräfte verursacht durch die parallelen Ströme in den Schenkeln der Anschlußleiter, sind die Kontaktdrücke bei normalen Strömen und bei sehr hohen Strömen nahezu gleich. Die bogenförmigen Kontaktflächen können praktisch kreisförmige Gestalt haben, was eine weiche, stoßfreie Schwenkbewegung gestattet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leistungsschal­ ters, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht des zusammengesetzten beweglichen Schalt­ stücks ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1 ist, Fig. 3 eine Seitenansicht ist, die die Form des beweglichen Schaltstücks erken­ nen läßt, Fig. 4 eine Seitenansicht ist, die die Form des Anschlußleiters erkennen läßt, und Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der elektromagnetischen Kraft im Bereich der Kontaktfläche zwi­ schen dem beweglichen Schaltstück und dem Anschlußleiter ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein bewegliches längliches Schaltstück 7 wie aus Fig. 3 erkennbar, mit einem Loch 7b zur Kombination mehrerer Schaltstücke ver­ sehen. An dem einen Ende ist das Schaltstück mit einem be­ weglichen Hauptkontakt 9 versehen, während sein anderes Ende eine im Schnitt nahezu kreisförmige, als Kontaktauge zu bezeich­ nende Kontaktfläche 7c aufweist. In der Mitte dieses Kon­ taktauges befindet sich ein Achsloch 7d. Eine Vielzahl die­ ser beweglichen Schaltstücke ist zwischen Seitenwänden eines Schaltarms 1 angeordnet, wobei sich ein Kupplungs­ stift 8 durch die Kupplungslöcher 7b und ein Achsstift 3 durch die Achslöcher 7d erstreckt, um die Schaltstücke an­ einander zu kuppeln. In der Mitte der Vielzahl bewegli­ cher Schaltstücke ist eine bewegliches Abreißschaltstück 12 vorgesehen. An den Außenseiten des Schaltarms 1 sind Iso­ lierplatten 17 so angebracht, daß sie diese Außenseiten des einer Phase zugehörigen Schaltarms des beweglichen Schaltglieds bedecken. Eine Betätigungsstange 19 wird vom Schaltarm 1 gehalten, und die beweglichen Schaltstücke der jeweiligen Phasen sind längs der Betätigungsstange 19 ange­ ordnet und durch die Isolierplatten 17 isoliert. Ein Schaltarmträger 18 und die beweglichen Schaltstücke sind mittels isolierender Schrauben 20 mit der Betätigungsstange 19 verbunden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Anschlußleiter 11, die mit den jeweiligen beweglichen Schaltstücken 7 verbunden sind, nahezu rechteckförmig. In Längsrichtung ausgehend von einem Ende erstreckt sich ein Schlitz 11a, der die Anschlußleiter 11 in einen oberen und einen unteren Schenkel aufteilt. Bogenförmige Aufnahmen 11b sind ge­ genüberliegend an den beiden Schenkeln in der Nähe des freien Endes der Schenkel ausgebildet. Am anderen Ende befinden sich ein Verzapfungsloch 11c zur Verbindung und ein Ausschnitt 11d zur Befestigung notwendiger Teile.

Das Kontaktauge 7c des beweglichen Schaltstücks 7 steht im Eingriff mit den Aufnahmen 11b eines jeweiligen An­ schlußleiters 11. Der Kontaktdruck wird von Druckfedern 16 von der Rückseite des Anschlußleiters 11 aufgebracht, wodurch ein ausgezeichneter Kontakt zwischen den Aufnah­ men 11b und dem Kontaktauge 7c erreicht wird. 21 ist eine Befestigungsschraube zur Befestigung eines Klemmetalls 22 für die Druckfedern 16.

Das bewegliche Schaltglied ist über die Betätigungs­ stange 19 mit einer nicht gezeigten Auslösevorrichtung ver­ bunden und wird darüber betätigt. Wie bei der vorbeschrie­ benen bekannten Anordnung ist das Schaltglied um den Achsstift 3 als Gelenk in Kontakt mit oder außer Kontakt von dem nicht gezeigten festen Schaltstück schwenkbar. Die Überstromabschaltung erfolgt in gleicher Weise, wie eingangs für den bekannten Leistungsschalter beschrie­ ben und soll hier nicht weiter erläutert werden.

Wenn dieser Leistungsschalter mit einer Leitung verbunden und eingeschaltet ist, fließt ein Strom I über das feste Schaltstück und den beweglichen Hauptkontakt 9, das be­ wegliche Schaltstück 7 und den Anschlußleiter 11 zu einer in Fig. 5 nicht gezeigten Last. Dabei wird zwischen dem Kontaktauge 7c des beweglichen Schaltstücks 7 und den Auf­ nahmen 11b des Anschlußleiters 11 eine elektromagnetische Abstoßungskraft F₁-F₁ erzeugt, die durch einen ausgezogenen Pfeil in Fig. 5 angedeutet ist. Da sich jedoch der Strom I zu gleichen Teilen auf die beiden Schenkel des Anschluß­ leiters 11 aufteilt, wird zwischen diesen eine elektromag­ netische Anziehungskraft F₂-F₂ erzeugt, wie durch gestri­ chelte Pfeile in Fig. 5 angedeutet. Durch entsprechende Auslegung wird erreicht, daß die Abstoßungskraft F₁-F₁ und die Anziehungskraft F₂-F₂ einander aufheben, so daß der normale Kontaktdruck F-F zwischen dem Kontaktauge 7c und den Aufnahmen 11b von den Kontaktfedern 16 ständig aufrecht erhalten werden kann. Wenn daher ein starker Strom I, wie etwa im Falle eines Kurzschlusses, fließt, dann braucht die Kraft der Druckfedern 16 nicht größer zu sein, um den normalen Kontaktdruck F-F aufrecht zu erhal­ ten. Demzufolge ist die Reibungskraft zwischen dem Kon­ taktauge und den Aufnahmen immer gering, und die zum Schalten erforderliche Kraft ist geringer als bei den herkömmlichen Leistungsschaltern.

Claims (1)

1. Leistungsschalter mit mindestens einer Phase, bei dem jede Phase einen um eine Achse (3) verschwenkbaren Schaltarm (1) und mehrere zwischen zwei Seitenwänden des Schaltarms (1) angeordnete mit diesem mittels eines Kupplungsstifts (8) gekuppelte Schaltstücke (7) aufweist, von denen jedes an einem Ende einen Hauptkontakt (9) trägt und an dem anderen Ende über ein Gelenk um die Achse (3) verschwenkbar mit einer Anschlußleiteranordnung verbunden ist derart, daß die Haupt­ kontakte (9) durch Verschwenken des Schaltarms (1) in und außer Kontakt mit einem festen Schaltstück bringbar sind, wobei jedes der Schaltstücke (7) im Bereich des Gelenks eine Gleitkontaktfläche (7c) aufweist, die an der Anschlußleiter­ anordnung kontaktgebend anliegt, dadurch gekennzeichnet,
   daß jedem Schaltstück (7) ein gesonderter Anschlußlei­ ter (11) zugeordnet ist, die gemeinsam die Anschlußleiteran­ ordnung bilden, wobei jeder der Anschlußleiter in Längsrich­ tung einen ihn in einen oberen und einen unteren Schenkel unterteilenden Schlitz (11a) aufweist,
   daß in der Nähe der freien Enden der Schenkel einander gegenüberliegende bogenförmige Aufnahmen (11b) ausgebildet sind, in die die im Schnitt nahezu kreisförmige Gleitkontakt­ fläche (7c) des zugehörigen Schaltstücks (7) eingesetzt ist,
   daß der Kontaktdruck zwischen den bogenförmigen Aufnah­ men (11b) der Anschlußleiter (11) und den Gleitkontaktflächen (7c) der Schaltstücke (7) von auf die den bogenförmigen Auf­ nahmen (11b) abgewandten Rückseiten der Anschlußleiter (11) wirkenden Druckfedern (16) aufgebracht wird, und
   daß die Schaltstücke (7) mittels des Kupplungsstifts (8), der sich durch den Schaltarm (1) und durch Kupplungslö­ cher (7b) in den Schaltstücken (7) erstreckt, sowie mittels eines die Achse des Schaltarms (1) bildenden Achsstifts (3), der sich durch zu ihren Gleitkontaktflächen (7c) konzentri­ sche Achslöcher (7d) der Schaltstücke (7) erstreckt, aneinan­ der gekoppelt sind.