DE3909681C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 20 02 934 ist bereits eine derartige Kontaktstruktur bei einem elektrischen Schalter bekannt, der neben einem Gehäuse und einem in diesem befestigten ersten Kontakt einen zweiten Kontakt aufweist, wobei die Kontaktfläche dieses zweiten Kontaktes so ausgebildet ist, daß sie mit einer Fläche des ersten Kontaktes in Berührung treten kann. Diese bekannte Konstruktion umfaßt ferner eine den zweiten Kontakt tragenden Kontaktarmbaugruppe, die Bewegungen auszuführen vermag, durch die der zweite Kontakt in und außer Flächenberührung mit dem ersten Kontakt gebracht wird. Das Wesentliche dieser bekannten Konstruktion besteht darin, daß die Kontaktarmbaugruppe einen zusammengesetzten Kontaktträger umfaßt, der eine plattenförmige, stromleitende Klinge und einen Stützteil für die Klinge aufweist, wobei der Stützteil und die Klinge innig miteinander verbunden sind und wobei die Klinge einen ebenen Flächenteil hat, der während der Flächenberührung beider Kontakte dem ersten Kontakt gegenüber liegen angeordnet ist. Bei dieser bekannten Konstruktion sind jedoch keinerlei Maßnahmen getroffen, um beispielsweise Kontaktprellungen wirksam zu verhindern.

Aus der DE-PS 8 51 084 ist ein Starkstrom-Luftschalter mit sich abwälzenden Druckkontakten und einem aus Isolierpreßmasse bestehenden Kontakthebel bekannt, an welchem der unter der Wirkung einer Schraubenfeder stehende bewegliche Kontakt nebst seiner biegsamen Stromzuführung angelenkt ist. Das Wesentliche dieses bekannten Luftschalters besteht darin, daß der Kontakthebel mit dem Gelenkachslager und der kappenförmigen Federabstützung aus einem einzigen Preßstück besteht, wobei sich die eine Wand der Federkappe ohne Zwischenraum unmittelbar an die die Schaltwelle umgreifende Nabe des Kontakthebels anschließt. Auch diese bekannte Konstruktion ist jedoch nicht vor Kontaktprellungen wirksam geschützt.

Gewöhnlich bestehen die Kontaktbetätigungsglieder bei einer Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung oftmals aus einer Kombination beweglicher Kuppenkontaktglieder mit irgendeinem Typ von Verbindungsmechanik, wie etwa einem Gelenkstangenmechanismus für die Schalterbetätigung. Zur Erzeugung des Kontaktdruckes beim Schließen des Kontaktes wird eine Kontaktfeder verwendet.

Da aber um jeden Drehzapfen, der zur Verbindung oder Zwischenverbindung der beweglichen Kontaktglieder, die einen Kuppenkontakt aufweisen und der Betätigungsverbindungsmechanik dient, ein geringes Spiel besteht, und da sich die Spiele an der Kontaktstelle summieren, d. h. am freien Ende des beweglichen Kontaktgliedarmes, wird unabhängig von der Kontaktfederkraft ein beträchtliches Maß eines Bewegungsspieles erzeugt, so daß zwangsläufig ein Prellen im Augenblick des Öffnens oder Schließens des Kontaktes auftritt. Das bedeutet, daß in einem solchen Augenblick ein unvollständiger Kontakt vorliegt, selbst wenn durch die Kontaktfeder am Ende des Schließens des Kontaktes ein ausreichender Betrag an Kontaktkraft auf die Kontaktglieder aufgebracht wird. Ein solches Prellen tendiert dahin bei jedem Schaltvorgang die Lichtbogenbildung zu vergrößern, was zu schwerwiegender Abnutzung und Rauhigkeit der Kontaktoberfächen führen kann. Weiter wirken, wenn das Schaltgerät einen Kurzschlußstrom schließt oder unterbricht, die durch den Strom verursachten elektromagnetischen Rückstoßkräfte auf den beweglichen Kontaktarm ein und überlagern sich dem Prellen, so daß ein solcher fehlerhafter Kontakt unter extremen Bedingungen zu einem Verschweißen des Kontaktes führen kann.

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen getroffen worden, um solche Rückstoßkräfte zu vermeiden. Eines der einfachsten und zuverlässigsten Mittel, um die Probleme zu überwinden, ist das Herstellen einer kreisförmigen Schleifenschaltung mit Hilfe eines an die beweglichen Kontaktarme angeschlossenen flexiblen Leiters, wie in den Figuren der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht ist. Aber selbst wenn ein solches Mittel bei der Kontaktstruktur eingesetzt wird, kann die Rückstoßkraft im Augenblick des Öffnens oder Schließens des Kontaktes nicht beseitigt werden, sofern ein mechanisches Spiel um den Drehzapfen besteht, weil eine freie Beweglichkeit um den Zapfen der Struktur nicht zu einer exakten Drehbewegung führt. Das Prellen bleibt also als ernsthaftes Problem bestehen, auch wenn die genannten Strukturen verwendet werden.

Es ist daher bei Schaltgeräten, welche starke Kurzschlußströme schalten müssen, sehr wichtig, daß durch mechanisches Spiel um die Gelenkzapfen der Mechanik verursachte Prellen beseitigt wird.

Die Fig. 7-11 zeigen bekannte Kontaktstrukturen.

Fig. 7, 8 und 9 stellen Querschnittsansichten der Kontaktstruktur dar, welche die Grundausführungsformen der Federvorrichtung nach dem Stande der Technik, zeigen, wobei Fig. 8A und 9A Teilansichten sind, die übertrieben das Spiel um jeden der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Drehzapfen darstellen; und

Fig. 10 und 11 zeigen Querschnittsansichten entlang der Linie X-X und XI-XI der Fig. 8 und 9, jeweils in Richtung des Pfeiles gesehen.

In den Fig. 7, 8 und 9 sind jeweils Längsschnittansichten zu verschiedenen herkömmlichen Beispielen über den Zusammenhang zwischen einem beweglichen Kontaktarm und Federanordnungen dargestellt. In den Fig. 8A und 9A sind die Öffnungen um die Drehzapfen übertrieben groß dargestellt, um zu verdeutlichen, an welcher Seite bei den in den Fig. 8 und 9 dargestellten Anordnungen die oben erwähnten mechanischen Spiele jeweils auftreten. Die Fig. 10 und 11 stellen Querschnitte entlang der Linie X-X und XI-XI der Fig. 8 und 9 dar.

Wie in den Fig. 7 bis 9 der Zeichnungen dargestellt, weist eine Kontaktvorrichtung eines herkömmlichen elektrischen Schalters einen feststehenden Kontaktstab 101, einen feststehenden Kontakt 102, einen beweglichen Kontaktarm 103, einen beweglichen Kontakt 104, ein beweglichen Kontakthalterungsglied 105 sowie ein Betätigungsverbindungsglied 106 auf, die beide über den beweglichen Kontaktarm 103 und einen Drehzapfen 107 zu einer Einheit verbunden sind. Sie weist ferner einen Anschlag 110 am beweglichen Kontakthalterungsglied 105 für den beweglichen Kontaktarm 103, eine am bewegliche Kontaktarm 103 anliegende Feder 111, und einen mit dem Endabschnitt des beweglichen Kontaktarmes 103 verbundenen flexiblen Leiter 112 auf. Halterungssysteme für die Feder 111 können grob eingeteilt werden in Systeme, bei denen die Feder zwischen dem beweglichen Kontakthalterungsglied 105 und dem beweglichen Kontaktarm 103 angeordnet ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, und in ein System, bei dem die Feder zwischen dem beweglichen Kontaktarm 103 und einem feststehenden Glied 113 angeordnet ist, wie das in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten System, bei dem die Feder 111 zwischen dem beweglichen Kontakthalterungsglied 105 und dem beweglichen Kontaktarm 103 angeordnet ist, beeinflußt die Kraft der Feder 111 die Betätigungsmechanik einschließlich des Betätigungsverbindungsgliedes 106 nicht, so daß das Spiel zwischen dem Zapfen 107, der das Kontakthalterungsglied 105 und das Betätigungsverbindungsglied 106 verbindet, und den Öffnungen des Betätigungsverbindungsgliedes 106 durch die Feder 111 nicht vorgespannt werden kann bzw. beseitigt werden kann. In diesem System ist Prellen bis zu einem gewissen Grade immer vorhanden.

Weiter ist bei dem in den Fig. 8 und 9 dargestellten System der bewegliche Kontakt 104 an der einen Seite des Zapfens 107 und die Feder 111 an der anderen Seite des beweglichen Kontaktarmes 103 angeordnet. Weiter handelt es sich bei der Feder 111 um eine Druckfeder, die auf dem ortsfesten Element 113, üblicherweise eine Isolatormontageplatte, aufsitzt. In der Schließstellung erzeugt die Feder einen Kontaktdruck und eine einseitige Vorbelastung in Öffnungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes 103. Bei dieser Anordnung der Feder 111 ist das Spiel zwischen dem das Betätigungsverbindungsglied 106 ankoppelnden Drehzapfen 107 und der Öffnung des beweglichen Kontakthalterungsglied 105 ausgesprochen einseitig gelagert. Dadurch wird das Kontaktprellen natürlich im gewissen Umfange verringert.

Die Lage des Spiels um die Drehzapfen ist in den Fig. 8A und 9A veranschaulicht. In diesen Figuren bezeichnet: 103A, die Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 103; 105A und 105B, die Öffnungen des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 105; 106A, die Öffnung für das Betätigungsverbindungsglied 106; und 108A, die Öffnung für das Stützglied 108.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen tritt Spiel aber immer noch im beweglichen Kontaktarm selber auf, obwohl die Feder 111 zwischen dem beweglichen Kontaktarm 103 und dem ortsfesten Element 113 angebracht ist, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, so daß das Prellen nicht vollständig beseitigt werden kann.

Denn bei jeder der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Kontaktvorrichtungen ist der Anschlag 110 in bezug auf den Gelenkzapfen 107 des beweglichen Kontaktarmes 103 auf der Seite der Feder 111 angebracht. In Fig. 8 ist der Anschlag an einer Stelle zwischen dem Zapfen 107 des beweglichen Kontaktarmes 103 und der Feder 111 angeordnet, während er in Fig. 9 am Ende des beweglichen Kontaktarmes 103 angeordnet ist, also von der Feder 111 weiter weg. In jedem Falle entsteht eine Kontaktdruckkraft F gemäß der Formel:

F = P × L₁/L₂.

In der Formel bedeutet P die Betätigungskraft der Feder 111; L₁, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 107 und der Feder 111; und L₂, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 107 und der Mitte des beweglichen Kontaktes 104.

Nun tritt aber bei der in den Fig. 8 und 10 dargestellten bekannten Konstruktion unterhalb des Drehzapfens 107 Spiel zwischen der Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 103 und dem Drehzapfen 107 auf, und der bewegliche Kontaktarm 103 dreht sich um den Anschlag 110 hauptsächlich zu Beginn der Kontaktgabe so lange, bis das Spiel verschwindet, so daß der Kontaktdruck F′ während dieser Zeit durch folgende Formel ausgedrückt werden kann:

F′ = P × C/(D-C).

In dieser Formel bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder; C, den Abstand zwischen dem Anschlag 110 und der Feder 111; und D, den Abstand der Feder 111 zur Mitte des beweglichen Kontaktes 104. Gemäß der vorstehenden Formel ergibt sich ein Nachteil insofern, als der im ersten Augenblick auftretende Kontaktdruck F′ beträchtlich niedriger ist als der gewünschte Kontaktdruck F.

Bei der in den Fig. 9 und 11 dargestellten bekannten Konstruktion tritt das Spiel 115 zwischen der Öffnung 103A des beweglichen Kontaktarmes 103 und dem Drehzapfen 107 oberhalb des Drehzapfens 107 auf. Es wird daher zu Beginn der Kontaktgabe der bewegbare Kontakt in die gewünschte Richtung vorgespannt, um dadurch den Spielraum um den Drehzapfen 107 zu beseitigen. Bei dieser Konstruktion läßt sich die Kraft Q zum Andrücken des Drehzapfens 107 durch den bewegbaren Kontaktarm 103 durch die folgende Formel ausdrücken:

Q = P × A/B.

Dabei bedeuten: P die Betätigungskraft der Feder 111; A der Abstand zwischen dem Anschlag 110 und der Feder 111; und B der Abstand zwischen dem Anschlag 110 und dem Drehzapfen 107.

Jedoch auch trotz dieser Konstruktion erreicht der bewegbare Kontaktarm lediglich einen beträchtlich unstabilen Zustand, da der Faktor A/B kleiner als 1 und der mechanische Widerstand R des flexiblen Leiters 112, der dazu verwendet wird, eine Verbindung mit einem stationären Teil des Schalters herzustellen, dazu neigen, den Endabschnitt des beweglichen Kontaktarmes nach oben vorzuspannen, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, und zwar bei oder nahe bei der geschlossenen Stellung. Wenn ferner der Anschlag 110 zwischen der Feder 111 und dem Verbindungsabschnitt des flexiblen Leiters 112 angeordnet wird, so setzt dieser Widerstand die Kraft P entgegen. Dies führt dann dazu, daß der momentane Schließdruck wesentlich vermindert wird oder sogar verschwindet, was einen einschneidenden Nachteil dieser Konstruktion darstellt. Jedoch neigt bei der zuvor erläuterten Konstruktion nach den Fig. 7 und 8 dieser Widerstand immer dazu, die Wirkung der Feder 111 zu unterstützen und kann somit vernachlässigt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Kontaktstruktur der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die Erscheinung von Kontaktprellungen aufgrund des mechanischen Spielraumes bei mechanischen Verbindungsteilen im Moment der Kontakttrennung oder im Moment des Schließens der Kontakte wirksam verhindert wird, um dadurch eine Zerstörung der Kontakte zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird wirksam verhindert, daß aufgrund des in den einzelnen mechanischen Verbindungsteilen zwangsläufig entstehenden mechanischen Spiels Kontaktprellungen auftreten können.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 der Zeichnungen stellen Längsschnittansichten dar, welche den grundsätzlichen Aufbau der Kontaktstruktur mit Merkmalen nach der Erfindung wiedergeben;

Fig. 1A und 2A zeigen übertriebene Lagesituationen des Spiels um jeden der Drehzapfen in Fig. 1 und 2;

Fig. 3 und 4 zeigen Querschnitte entlang den Linien III-III und IV-IV der Fig. 1 und 2, jeweils in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 5 und 6 zeigen alternative Verkörperungen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundausführung der Kontaktstruktur, wobei Fig. 5 eine Längsschnittansicht der Schließstellung und Fig. 6 eine Längsschnittansicht der Öffnungsstellung wiedergibt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht ein Kontaktteil der Kontaktstruktur mit Merkmalen nach der Erfindung aus einem feststehenden Kontaktstab 1 mit einem feststehenden Kontakt 2; einem beweglichen Kontaktarm 3 mit einem beweglichen Kontakt 4; einem beweglichen Kontakthalterungsglied 5; einem mechanischen Verbindungsglied 6; einem feststehenden Rahmen 8, welcher das bewegliche Kontakthalterungsglied 5 drehbar lagert; einem Anschlag 10 für den beweglichen Kontaktarm 3, der am beweglichen Kontakthalterungsglied 5 angebracht ist; eine Kontakt-Feder 11, die mit dem beweglichen Kontaktarm 3 in Verbindung steht; einem flexiblen Leiter 12, der mit dem Ende des beweglichen Kontaktarmes 3 verbunden ist; und einem feststehenden Element 13. Die Kontaktstruktur, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist eine zwischen dem beweglichen Kontaktarm 3 und dem feststehenden Element 13 gefaßte Feder 11 auf und unterscheidet sich von der bekannten Struktur durch den Punkt, an welchem der Anschlag 10 angeordnet ist, nämlich an der Seite der Kontakte 2 und 4 bezüglich des Drehzapfens 7 des beweglichen Kontaktarmes 3.

Weiter zeigt Fig. 2 eine alternative Ausführungsform zu der in Fig. 1. In Fig. 1 dient der Drehzapfen 7 des beweglichen Kontaktarmes 3 auch als Verbindungszapfen des mechanischen Verbindungsgliedes 6, während in Fig. 2 nur der bewegliche Kontaktarm 3 durch den Zapfen 7 des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 5 gehalten wird. Das bewegliche Kontakthalterungsglied 5 und das mechanische Verbindungsglied 6 sind durch den Zapfen 14 verbunden, so daß der Drehzapfen 7 für den beweglichen Kontakt 3 und der Drehzapfen 14 für das mechanische Verbindungsglied 6 ausschließlich dazu dienen, die gleiche Wirkung wie der Drehzapfen in Fig. 1 hervorzurufen.

Die Lage des Spiels um die Drehzapfen ist in den Fig. 1A und 2A dargestellt. In diesen Figuren bedeuten: 3A, die Öffnung des beweglichen Kontaktarmes 3; 5A, 5B und 5C, die Öffnungen des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 5; 6A, die Öffnung für das Verbindungsglied 6; und 8A, die Öffnung für das Abstützglied 8.

Nachstehend wird die Betriebsweise der Kontaktstruktur mit den Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung, in Übereinstimmung mit Fig. 1, wie folgt beschrieben.

Der Kontaktdruck der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist für den geschlossenen Zustand durch die nachfolgende Formel bestimmt:

F = P × L₁/L₂.

Darin bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder 11; L₁, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 7 und der Feder 11; und L₂, den Abstand zwischen dem Drehzapfen 7 und dem Kontakt.

Bei der Kontaktstruktur mit den Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung entsteht oberhalb des Zapfens 7 ein Spiel zwischen der Öffnung 15 des beweglichen Kontaktarmes 3 und dem Drehzapfen 7, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, so daß der gewünschte Druck im Augenblick der Kontaktbetätigung sofort wirksam wird. Die Kraft Q zum Anpressen des Drehzapfens 7 an den beweglichen Kontaktarm 3 vor der Kontaktaufnahme wird durch die nachfolgende Formel beschrieben:

Q = P × A/B  (A/B<1).

In der Formel bedeutet: P, die Betätigungskraft der Feder 11; A, den Abstand zwischen dem Anschlag 10 und der Feder 11; und B, den Abstand zwischen dem Anschlag 10 und dem Drehzapfen 7. Gemäß dieser Formel wird die Betätigungskraft der Feder 11 vergrößert, um das Kontaktprellen zu vermeiden, das im Moment des Schließens ein Zusammenstoßen der Kontakte verursachen würde. Durch die Vergrößerung des Betätigungsdruckes wird ein Kontaktdruck erzielt, der demjenigen kurz nach dem Augenblick des Schließens erreichten normalen Kontaktdruck gleicht.

Da der mechanische Widerstand des flexiblen Leiters 12 normalerweise in die gleiche Richtung wirkt wie derjenige der Betätigungskraft P der Feder 11 kurz vor dem Schließen, wirkt dieser mechanische Widerstand auf die Vergrößerung des Betätigungskontaktdruckes in der gewünschten Richtung hin. Auch geht kurz nach dem Augenblick des Kontaktschließens der bewegliche Kontaktarm 3 aus der Anlage am Anschlag 10 zur Anlage am Kontakt selbst über, wobei aber die Betätigungsrichtung der auf den Drehzapfen 7 wirkenden Kraft nicht geändert wird, so daß beim Schließen kein Prellen auftritt.

In den Fig. 5 und 6 der Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen dargestellt, die auf der vorgenannten Grundform der Kontaktstruktur nach den Fig. 1 und 2 beruhen. Fig. 5 und 6 stellen Längsschnittansichten dar, die jeweils den Schließzustand und den Öffnungszustand der Kontaktstruktur wiedergeben.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, ist die Kontaktstruktur mit einem feststehenden Kontaktstab 21 ausgestattet, der einen feststehenden Kontakt 22 an seinem einen Ende aufweist und auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Grundplatte 33 aufsitzt. Desgleichen ist ein beweglicher Kontaktarm 23 mit einem beweglichen Kontakt 24 zum Schalten des feststehenden Kontaktes 22 mit einem unteren Verbindungsglied 26 einer Betätigungsmechanik und einem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 zu einer Einheit verbunden und über einen Drehzapfen 27 drehbar daran gelagert.

Das bewegliche Kontakthalterungsglied 25 wird von einem Zapfen 29 drehbar an einem feststehenden Rahmen 28 gelagert und ist an seinem einen Ende mit einem Anschlag 30 versehen, der mit einer am Berührungsende des beweglichen Kontaktarmes 23 angebrachten Kerbe 23a zusammenwirkt.

Weiter ist am Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 ein Ende eines flexiblen Leiters 32 unter Bildung einer um den Drehzapfen 29 geführten Schleife angeschlossen, während das andere Ende des Leiters 32 durch eine Schraube 35 mit einer Anschlußklemme 34 verbunden ist. Die Anschlußklemme 34 durchdringt die Grundplatte 33 und ist mit einem Anschlußleiter 36 auf der anderen Plattenseite verbunden. Eine Feder 31 zum Aufbringen einer Kontaktkraft auf den beweglichen Kontaktarm 23 ist in eine relativ schwache erste Feder 31a und eine relativ starke Feder 31b aufgeteilt. Die erste Feder 31a ist eine Torsionsfeder und derart um den Drehzapfen 29 des beweglichen Kontakthalterungsgliedes 25 angeordnet, daß sie zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung arbeiten kann, wobei sie mit einem Ende mit einem am Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 angebrachten Stift 37 in Verbindung steht und mit dem anderen Ende mit einem feststehenden Element 38.

Weiter ist die zweite Feder 31b zwischen dem Kopfabschnitt eines Druckgliedes 39, das mit dem Schwanzende des beweglichen Kontaktarmes 23 in Verbindung treten kann, und der Grundplatte angeordnet, wobei das Druckglied 39 beweglich auf der Grundplatte 33 abgestützt ist. Das Druckglied 39 wird normalerweise durch die Feder 31b bis in die durch einen Anschlag 39a am unteren Ende des Gliedes begrenzte Position angehoben. Das Druckglied 39 arbeitet nur in Kontaktrichtung und berührt den beweglichen Kontaktarm 23 etwas vor Kontaktschluß, und es löst sich von ihm etwas später als der Kontaktöffnung. Zur Isolation und zum Schutz des Druckgliedes 39 dient ein Isolierzylinder 40 auf der Grundplatte 33.

Das obere Ende des unteren Verbindungsgliedes 26 ist mit einem oberen Verbindungsglied 42 durch einen Drehzapfen 41 verbunden. Das obere Verbindungsglied 42 ist am feststehenden Rahmen 28 durch einen Zapfen 43 drehbar gelagert, während ein an dem Verbindungsglied 42 angebrachter Führungsstift 44 mit einem am feststehenden Rahmen 28 angebrachten Führungseinschnitt 28a in Eingriff steht. Weiter ist eine Querschiene 45 vorgesehen, um die Mehrfachpole als Einheit mit Hilfe einer Antriebsmechanik (nicht dargestellt) operativ zu drehen. Das obere Verbindungsglied 42 wird durch einen Betätigungsarm 46, die beide mit der Querschiene 45 eine Einheit bilden, zum Öffnen und Schließen um den Zapfen 43 gedreht.

Wenn die Querschiene 45 von der Betätigungsmechanik aus der Schließstellung im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Verbindungsglied 42 um den Zapfen 43 zusammen mit dem Führungsstift 44 gedreht, der durch den Führungseinschnitt 28a gleitet, um das untere Verbindungsglied 26 mitzuziehen. Dadurch wird das bewegliche Kontakthalterungsglied 25 im Uhrzeigersinn um den Zapfen 29 in die in Fig. 6 gezeigte Öffnungsstellung gedreht. In dieser Stellung ist das Druckglied 39, das in der Schließstellung mit dem beweglichen Kontaktarm 23 in Berührung stand, vom beweglichen Kontaktarm 23 getrennt, und das Druckglied 39 wird durch die Wirkung der zweiten Feder 31b solange aufwärtsbewegt, bis es durch das Begrenzungsmittel 39a gestoppt, aber die mechanische Verbindung zum beweglichen Kontakt auf dem beweglichen Kontaktarm 23 isoliert ist.

Bei der oben beschriebenen Kontaktstruktur ist der auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 durch den Drehzapfen 27 gehalterte bewegliche Kontaktarm 23 so aufgebaut, daß das auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied 25 angebrachte Anschlagmittel 30 in der Lage ist, in oder außer Eingriff zu kommen; daß die Federeinrichtung 31 (31a, 31b) zwischen dem beweglichen Kontaktglied 23 und dem feststehenden Glied 33 (38) an der anderen Seite des Drehzapfens 27 vorgesehen sind und eine Kraftrichtung besitzen, die zur Kontaktgabe des feststehenden Kontaktes 24 und des beweglichen Kontaktes 22, sowie zum Trennen des beweglichen Kontaktarmes 23 führt; und daß jegliches, auf Seiten des beweglichen Kontaktgliedes 23 selber sowie der oberen und unteren Verbindungsglieder 42 und 26 bestehendes Spiel vermieden wird, um einen ausreichenden momentanen Schließ- und Öffnungsdruck zu erzeugen.

Weiter ist in Verbindung mit dem oben erwähnten Aufbau den beweglichen Kontaktarmes 23, der Anschlagmittel 30 und der Federeinrichtung 31 der flexible Leiter 32 ebenfalls mit dem beweglichen Kontaktarm 23 unter Bildung einer um den Drehzapfen 29 des beweglichen Kontaktarmes 25 verlaufenden runden Schleife befestigt. Ein derartiger schleifenförmiger Leiter dient dazu, dessen Durchmesser durch eine elektromagnetische Kraft zu vergrößern, die durch einen durch den Leiter fließenden Strom verursacht wird, wobei diese Kraft der rückwirkenden Kraft entgegengesetzt ist bzw. aufhebt, die zwischen dem stationären und bewegbaren Kontakt 22 und 24 jeweils auf den bewegbaren Kontaktarm 23 wirkt. Ohne eine derartige die Kraft aufhebende Einrichtung würden der stationäre Kontakt und der bewegbare Kontakt 22 bzw. 23 voneinander abgehoben werden und es würde sich dabei auch ergeben, daß die Kontaktflächen zusammengeschweißt werden aufgrund eines Lichtbogens, der zwischen beiden Kontakten auftritt, wenn der Strom im Falle eines Kurzschlußzustandes ausreichend groß ist.

Weiter müssen die Federn für das bewegliche Kontaktglied 23 so beschaffen sein, daß sie in erster Linie genügend Kraft auf den Kontakt ausüben, wenn er geschlossen ist; daß sie aber nicht so stark sind, daß sie beim Schließen ernsthafte Störungen verursachen. In diesem Sinne kann durch Aufteilen der Federeinrichtung 31 in eine relativ schwache erste Feder 31a, welche in Richtung auf das Öffnen der Kontakte aus jeder offenen oder geschlossenen Stellung arbeiten kann, und eine relativ starke Feder 31b, welche nur bei oder in der Nähe der Schließposition arbeitet, beim Schließen zuviel Gegenkraft vermieden werden, was sogar weitere Einsparungen hinsichtlich der Abmessungen der Betätigungsmechanik ermöglicht. Demgemäß kann der Nachteil bei den konventionellen Methoden weitgehend beseitigt werden, bei denen die Druckfeder die Öffnungskraft immer bis in die Öffnungsstellung hinein aufbringt und im Schließzustand Ausbeulen aufgrund der beträchtlichen Dehnungsrate ermöglicht. Auch ergibt sich bei der Aufteilung in zwei Federarten der Vorteil, daß die Überdehnung der stärkeren Feder 31b durch Anbringen von Begrenzungsmitteln 39a gegen die Ausdehnung derselben vermieden werden kann, und daß eine stabile Betätigungskraft über einen weiten Drehwinkelbereich durch Verwendung einer Torsionsfeder seitens der schwächeren Feder 31a aufgebracht werden kann.

Weiter werden die Kontaktabschnitte der Kontaktstruktur gewöhnlich aus der Stellung der Federn nach Herstellung des Kontaktes heraus angepreßt, und diese Stellung muß auch nach Eintreten einer gewissen Abnutzung der Kontakte sichergestellt bleiben. Der Betrag dieser Stellungssicherheit wird Reibabstand genannt, und dementsprechend wird dieser Abstand als relative Verschiebung des beweglichen Kontaktarmes 23 zum beweglichen Kontakthalterungsglied 25 vor und nach dem Schließen dargestellt. Obgleich es sich hierbei um den relativen Bewegungswinkel handelt, weil das bewegliche Kontaktglied ein Drehkontakttyp ist, stellt der Reibabstand praktisch doch die Verschiebung des beweglichen Kontaktarmes um den Drehzapfen 27 dar. Um diesen Verschiebungswert zu bestimmen, reicht es als praktische Maßnahme aus, bei Ende des Kontaktschlusses nur den Spalt zwischen dem Anschlag 30 und der Anschlagfläche des beweglichen Kontaktarmes 23 zu messen. Da bei der vorliegenden Konstruktion davon ausgegangen ist, daß der Anschlag 30 an der Außenseite des beweglichen Kontaktarmes 23 angebracht ist, kann dieser Spalt eingesehen werden. Durch Anbringen eines Vorsprunges oder einer V-förmigen Kerbe 23a an einer von der Lichtbogenstellung des beweglichen Kontaktgliedes 23 entfernten Stelle kann ein Anschlag 30, der nicht direkt der Lichtbogenbildung ausgesetzt ist, gebildet werden, ohne daß dadurch die Möglichkeit der Messung des Reibabstandes verlorengeht, wobei die untere Seite des beweglichen Kontaktgliedes gegen den Anschlag 30 anliegt.

Claims (6)

1. Kontaktstruktur für eine Schaltvorrichtung,

• - mit einem feststehenden Kontaktstab (1) mit einem feststehenden Kontakt (2),
• - mit einem beweglichen Kontaktarm (3), der mit Hilfe eines Drehzapfens (7) drehbar an einem beweglichen Kontakthalterungsglied (5) gelagert ist, wobei ein beweglicher Kontakt (4) auf einer Seite des beweglichen Kontaktarmes (3) in bezug auf den Drehzapfen (7) vorgesehen ist und wobei der bewegliche Kontaktarm (3) durch einen flexiblen Leiter (12) mit einem feststehenden Leiter verbunden ist, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen oder zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist,
• - mit einem mechanischen Verbindungsmittel (6), das mit dem beweglichen Kontakthalterungsglied (5) zur Erzeugung einer Bewegung desselben wie auch mit dem beweglichen Kontaktarm (3) in Verbindung steht, um einen elektrischen Leitungsweg herzustellen und zu unterbrechen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen oder geöffnet ist,
• - mit einer Kontaktfedereinrichtung (11), die auf den beweglichen Kontaktarm (3) einwirkt, um den beweglichen Kontaktarm in Richtung der Schließstellung vorzuspannen, um dadurch einen mechanischen Druck an der Kontaktstelle zu erzeugen, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen wird,
• - mit einem Anschlagmittel (10), das auf dem beweglichen Kontakthalterungsglied (5) angeordnet ist und mit dem der bewegliche Kontaktarm (3) in Eingriff bringbar ist, um eine Drehbewegung des beweglichen Kontaktarmes (3) gegenüber dem beweglichen Kontakthalterungsglied (5) in Richtung der Schließstellung zu begrenzen, wenn die Schaltvorrichtung geöffnet wird, und von dem der bewegliche Kontaktarm abgehoben ist, wenn die Schaltvorrichtung geschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedereinrichtung (11) zwischen einem Abschnitt der bezüglich des Drehzapfens anderen Seite des beweglichen Kontaktarmes (3) und einem feststehenden Abschnitt (13) der Schaltvorrichtung angeordnet ist, und daß das Anschlagmittel (10) an einem solchen Abschnitt des Kontakthalterungsgliedes gelegen ist, daß es mit der einen Seite des beweglichen Kontaktarmes (3) in Angriff gelangen kann.

2. Kontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontakthalterungsglied (25) aus einem drehbaren Teil besteht, welches drehbar durch einen zweiten Drehzapfen (29) gehaltert ist, der feststehend ist, und daß der flexible Leiter (32) in Form einer runden Schleife ausgebildet ist, welche den zweiten Drehzapfen (29) umgibt.

3. Kontaktstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedereinrichtung (31a, 31b) eine relativ schwache erste Feder enthält, die in allen Stellungen zwischen der Offenstellung und der geschlossenen Stellung wirkt und aus einer relativ starken Feder besteht, die kurz vor dem Erreichen eines geschlossenen Zustandes am Kontaktarm angreift und wirksam wird, und die kurz nach der Trennung der Kontakte beim Öffnungsvorgang außer Angriff gelangt.

4. Kontaktstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktarm (23) einen Vorsprung oder eine V-förmige Kerbe (23a) aufweist, wobei eine Seite der Kerbe an der Anschlageinrichtung (30) im geöffneten Zustand des beweglichen Kontaktes angreift.

5. Kontaktstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Federeinrichtung eine Torsionsfeder (31a) ist, die um den zweiten Drehzapfen (29) gewunden ist und daß die zweite Federeinrichtung aus einer Druckfeder (31b) besteht, die mit einer Begrenzungseinrichtung (39, 39a) ausgestattet ist, um eine übermäßige Dehnung der Feder zu begrenzen.