DE4337344A1

DE4337344A1 - Strombegrenzendes Kontaktsystem für Leistungsschalter

Info

Publication number: DE4337344A1
Application number: DE4337344A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Steffens
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2013-11-03
Also published as: ITPD940193A0; US5534674A; DE4337344B4; GB9421873D0; FR2712116B1; IT1269015B; ITPD940193A1; GB2283615B; HK1001110A1; GB2283615A; FR2712116A1

Description

Die Erfindung betrifft strombegrenzende Kontaktsysteme, die in Leistungsschaltern Verwendung finden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kontaktsystem, das aus mehreren parallelen Kontaktfingern pro zu schaltendem und zu schützendem Pol besteht und bei einem Kurzschluß durch elektrodynamisches Öffnen den Kurzschlußstrom bis zum Auslösen des Schaltschlosses begrenzt.

In der EP 353 958 A2 ist ein dreiphasiger Leistungsschalter mit einem derartigen Kontaktsystem beschrieben. In einem Formgehäuse sind nebeneinander drei Kontaktsysteme angeordnet. Jedes Kontaktsystem besteht aus einem feststehenden Kontakt mit einem feststehenden Kontaktstück und einem beweglichen Kontakt mit beweglichen Kontaktstücken. Jeder feststehende Kontakt geht in einen ersten Phasenanschluß über. Der bewegliche Kontakt besteht aus mehreren parallel angeordneten Kontaktfingern mit je einem beweglichen Kontaktstück. Die Kontaktfinger sind auf einer Achse gelagert und über je einen V-förmigen, flexiblen Verbindungs leiter mit je einem Anschlußleiter verbunden. Die Anschlußleiter sind mit einem zweiten Phasenanschluß verbunden. Jeder Kon taktfinger steht unter der Einwirkung einer Schraubendruckfeder, die sich gegen einen Kontaktträger abstützt, der die Kontaktfin ger in Längsrichtung U-förmig umgreift und in dem die Achse der Kontaktfinger gelagert ist. Die Kontaktträger sind mittels einer Schwenkachse an einer querliegenden Schaltwelle gelagert. Jeder Kontaktträger steht unter der Einwirkung eines Kippsprungwerkes mit Nockenführung. Dabei dienen als Kraftspeicher je zwei Schraubenzugfedern, welche zwischen der Schwenkachse und den Achsen von Nockenfolgerollen, die in der Schaltachse kulissen artig gelagert sind, angreifen. Der mittlere bewegliche Kontakt ist über die Schaltwelle mittels seitlicher Halter außerdem mit dem Kniehebelsystem eines Schaltschlosses verbunden. Die notwendige Kontaktdruckkraft zwischen den beweglichen Kontakt stücken und dem feststehenden Kontaktstück wird durch die Schraubenzugfedern des sich in der ersten stabilen Kipplage befindlichen Kippsprungwerkes sowie durch die Schraubendruckfe dern erzeugt. Bei Auslösung oder Handabschaltung über das Schaltschloß werden alle beweglichen Kontakte durch deren kraftschlüssige Kopplung der Kippsprungwerke über die Schaltwelle zum Öffnen der Kontaktstücke verschwenkt. Im extremen Kurz schlußfall übersteigen die elektrodynamischen Abstoßungskräfte, die durch den in den V-förmigen Verbindungsleitern fließenden Kurzschlußstrom sowie durch die Stromenge an den Kontaktstücken hervorgerufen werden, die Kontaktdruckkräfte, was zum Auf schleudern des entsprechenden beweglichen Kontaktes führt. Dabei fällt das Kippsprungwerk in seine zweite stabile Kipplage. Diese Kipplage wird solange beibehalten, bis der Leistungsschalter durch das nachfolgend auslösende Schaltschloß in allen Phasen geöffnet wird. Der zwischen den getrennten Kontaktstücken entstehende Lichtbogen wird mit zusätzlichen Lichtbogenkontakten und einer Lichtbogenkammer gelöscht. Im Formgehäuse sind elastische Anschläge angebracht, die zum einen die hohe Bewe gungsenergie des betreffenden elektrodynamisch aufgeschleuderten Kontaktes abfangen und zum anderen diesen Kontakt nach dem Auslösen des Schaltschlosses in die erste stabile Kipplage zurückkippen. Die Nachteile dieses Standes der Technik sind einerseits die aufwendigen Mittel für die leitende Verbindung zwischen den Kontaktfingern und dem zweitem Phasenanschluß, für die Erzeugung der erforderlichen Kontaktdruckkraft sowie für das Abfangen der kinetischen Energie des aufgeschleuderten Kontaktes und anderseits eine erhebliche Anzahl von Elementen, die zur Bewegungsübertragung vom Schaltschloß auf den beweglichen Kontakt erforderlich sind. Ein weiterer, entscheidender Nachteil besteht darin, daß mit zunehmender Kontaktabnutzung, insbesondere durch Abbrand, die Kontaktdruckkräfte nachlassen, was zu einer zunehmenden Verschlechterung der Schalteigenschaften führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand ein verbessertes Langzeitverhalten und ein zuverlässiges elektrodynamisches Öffnen des Kontaktsystems zu erreichen.

Ausgehend von einem Kontaktsystem der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die unter seitlichem Anpreßdruck ver wirklichte direkte elektrische Verbindung zwischen den Kon taktfingern und den Stegen des zweiten Phasenanschlusses ist unkompliziert herzustellen und unbeeinflußt von mechanischen Kräften, die von flexiblen Verbindungsleitern nach dem Stand der Technik hervorgerufen werden. Mit dem Kontaktfinger, dem Kniehebelsystem und allein mit der Kontaktkraftfeder wird ein von den anderen Kontaktfingern unabhängiges und einfaches, jedoch wirksames Kippsprungwerk gebildet. Damit wird zum einen die notwendige Kontaktdruckkraft erzeugt, die bei sich verschlech ternden Kontaktstücken infolge Abnutzung innerhalb des ausnutz baren Durchhubes ansteigt, wodurch in vorteilhafter Weise die nachlassende Leitfähigkeit an den sich berührenden Oberflächen des Kontaktstückpaares ausgeglichen wird. Das Kippsprungwerk bewirkt zum anderen das individuelle sichere elektrodynamische Öffnen desjenigen Kontaktstückpaares, bei dem aufgrund des durch fließenden Anteils des Kurzschlußstromes die Stromengekraft zur Überwindung der Kontaktdruckkraft ausreicht. Hierbei ist es nicht notwendig, mit dem Formgehäuse verbundene Mittel zum Abfangen der kinetischen Energie der elektrodynamisch aufgeschleuderten Kontaktfinger vorzusehen, da diese vom Kontaktsystem selbst abgefangen werden können. Weiterhin kann eine einfache direkte Wirkverbindung zwischen Schaltschloß und Schaltwelle vorgesehen werden. Für die Kontaktkraftfedern kommt es in der Hauptsache weder auf die Bauform noch auf die Richtung der Federkraftbeauf schlagung an; das Kippsprungwerk ist durch einfaches fachmänni sches Handeln an die verwendete Art der Kontaktkraftfedern anpaßbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Mit der L-förmigen Ausbildung der Kontaktfinger wird das Verhältnis zwischen den Kontaktdruck kräften und den am Kniehebelsystem zu überwindenden Reibungs kräften begünstigt. Die schwenkachsenseitige Abwinklung der Kontaktfinger ist sowohl für die räumliche Unterbringung der Kontaktkraftfedern als auch für die relative Bewegung der Kontaktstücke von Vorteil. Mit den als parallel beabstandete Kontaktstreifen ausgebildeten Kontaktfingern, insbesondere wenn die Kontaktstreifen unter mechanischer Vorspannung stehen, läßt sich in besonders einfacher und wirksamer Weise die leitende Verbindung zwischen dem zweiten Phasenanschluß und den Kon taktfingern herstellen. Diesem Zwecke dienen auch die an sich bekannte Federelemente, beispielsweise Tellerfedern, die gemeinsame Schwenkachse und der U-förmige Federbügel. Die Realisierung des Kniehebelsystems durch einen Kulissenschieber und einen Lenker stellt eine besonders vorteilhafte Ausführungs form dar. Durch einfache fachmännische Umgestaltung läßt sich ein dementsprechendes Kippsprungwerk auch mit einer Schraubenzugfeder ausführen. Die gemeinsame Halteplatte und der Haltebügel sind, insbesondere in integraler Verbindung mit dem Federbügel, zweckmäßige Mittel zum Anlenken des beweglichen Kontaktes an die Schaltwelle. Der erste Zapfen und die Stützplatte, insbesondere wenn diese integral aus der Halteplatte herausgebildet sind, sowie der zweite Zapfen und die Stützschultern sind einzeln oder gemeinsam anzuwendende Ausführungsformen hinsichtlich einer vorteilhaften Ausbildung der mit der Kulisse unmittelbar verbundenen Elemente des Kippsprungwerkes. Die beidseitige Bewegungsbegrenzung des Kulissenschiebers birgt Vorteile bei der Montage des Kontaktsystems. Die U-förmige Kulisse, in deren Außenschenkeln der Lenker, insbesondere in Form zweier parallel beabstandeter Laschen geführt ist, ist einfach herzustellen, dabei reibungsarm und als Mittel für das Kippsprungwerk besonders effektiv. Die vorgeschlagene kreisbogenförmige Ausgestaltung des Lenkers erlaubt eine raumsparende Bauweise des Kontaktsystems bei großer Öffnungsstrecke der elektrodynamisch geöffneten Kontakt stückpaare. Die Ausführungsform des Kniehebelsystems mit zwei Kniehebeln stellt eine weitere Möglichkeit zur Realisierung des Kippsprungwerkes dar.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen einpoligen Ausschnitt eines mehrpoligen Lei stungsschalters mit einem erfindungsgemäßen Kontaktsy stem in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 eine vergrößertes Detail aus Fig. 1 in perspektivischer und teilweise auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 3 eine vergrößerte Prinzipdarstellung aus Fig. 1 mit Seitenansicht auf einen inneren Kontaktfinger im EIN- Zustand des Leistungsschalters;

Fig. 4 entsprechend Fig. 1, jedoch im AUS-Zustand des Lei stungsschalters;

Fig. 5 entsprechend Fig. 1, jedoch während der elektrodynami schen Öffnung des Kontaktfingers;

Fig. 6 entsprechend Fig. 1, jedoch nach der elektrodynamischen Öffnung des Kontaktfingers;

Fig. 7 entsprechend Fig. 1, jedoch bei abgenutzten Kontakt stücken.

Fig. 8 qualitative Kräftediagramme des Kontaktsystems gemäß den vorstehenden Figuren.

Nach Fig. 1 ist das Formgehäuse 2 des Leistungsschalters durch Trennwände 4 in mehrere Polkammern 6 unterteilt, von denen nur eine der außenstehenden dargestellt ist. In der Polkammer 6 ist ein Kontaktsystem 8 angeordnet, daß im wesentlichen aus einem feststehenden Kontakt 10 und einem beweglichen Kontakt 12 besteht. Der feststehende Kontakt 10 trägt an einem Ende ein feststehende Kontaktstücke 14 und geht am anderen Ende nach außen in einen ersten Phasenanschluß 16 über. Der bewegliche Kontakt 12 enthält mehrere (im Beispiel fünf) Kontaktfinger 18 mit jeweils einem beweglichen Kontaktstück 20. Die Kontaktfinger 18 des beweglichen Kontaktes 12 sind einzeln auf einer gemeinsamen Schwenkachse 22 gelagert und zusammen mit einer querliegenden Schaltwelle 24 rechteckigen Querschnitts verbunden. Die Ver bindung des beweglichen Kontaktes 12 zur Schaltwelle 24 erfolgt über einen die Schaltwelle 24 dreiseitig umschließenden Haltebü gel 26, an dem eine der vierten Seite der Schaltwelle 24 anliegende Halteplatte 28 befestigt ist. Einerseits sind an der Halteplatte 28 Kulissen 30 befestigt, mit denen die Kontaktfinger 18 in Wirkverbindung stehen. Anderseits geht die Halteplatte 28 in einen U-förmigen Federbügel 32 über, der mit seinen Außen schenkeln 33 an der Schwenkachse 22 gelagert ist und eine Anpreßkraft erzeugt, die für die direkte elektrische Verbindung zwischen den Kontaktfingern 18 und einem zweiten nach außen führenden Phasenanschluß 34 erforderlich ist. Die Schaltwelle 24 ist gleicherweise mit den beweglichen Kontakten der übrigen Pole verbunden und steht im Bereich der mittleren Polkammer in nicht dargestellter, jedoch hinlänglich bekannter Weise in Verbindung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Schaltschloß mit Kraftspeicher, um in jeder Polkammer 6 das feststehende Kontakt stück 14 mit den beweglichen Kontaktstücken 20 durch einen Hand- und bzw. oder Fernantrieb in oder außer Verbindung zu bringen. Durch thermische und magnetische oder elektronische Auslöser wird bei entsprechend vorgegebenen Überströmen mit mehr oder weniger großer Verzögerung ein Öffnen aller Kontaktstückpaare 14, 20 über das Schaltschloß bewirkt. Die Kontaktstückpaare 14, 20 des Kontaktsystems 8 reichen in eine Lichtbogenkammer mit einem Löschblechpaket 36.

Anhand von Fig. 2 wird der Aufbau des beweglichen Kontaktes 12 näher erläutert. Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung ist nur einer der fünf Kontaktfinger 18 abgebildet, deren bewegliches Kontaktstück 20 mit einem der feststehenden Kontakt stücke 14 des feststehenden Kontaktes 10 in Verbindung steht. Die Kontaktfinger 18 bestehen jeweils aus zwei parallel beabstandeten Kontaktstreifen 38, die an einem Ende mit jeweils einer Lagerboh rung 39 versehen und am anderen Ende über das bewegliche Kontaktstück 20 verbunden sind. An dem zweiten Phasenanschluß 34 sind entsprechend der Anzahl der Kontaktfinger 18 endseitig Stege 40 mit jeweils einer Stegbohrung 42 herausgearbeitet. Die Kontaktfinger 18 umgreifen endseitig mit ihren beabstandeten Kontaktstreifen 38 die Stege 40 und sind mittels der durch die Lagerbohrungen 39 und die Stegbohrungen 42 geführten Schwenkachse 22 gelagert. Zur Erhöhung der Anpreßkraft zwischen den Stegen 40 und den Kontaktfingern 18 sind zum einen die Kontaktstreifenpaare 38 nach innen mechanisch vorgespannt und stehen zum andern die Kontaktfinger 18 durch auf der Schwenkachse 22 gelagerte Tellerfedern 44 unter seitlichem Gegendruck. Das schwenkachsen seitige Ende der Kontaktstreifen 38 mit den Lagerbohrungen 39 ist vom beweglichen Kontaktstück 20 weg L-förmig abgewinkelt, um damit beim Verschwenken der Kontaktfinger 18 im geometrischen Sinne eine radiale Bewegungskomponente bezüglich der Tangential ebene des feststehenden Kontaktstückes 14 zu bewirken, die der Selbstreinigung der Kontaktstücke 14, 20 förderlich ist.

Am kontaktstückseitigen Ende sind die Kontaktfinger 18 ebenfalls L-förmig ausgebildet. Die Kontaktstreifen 38 bilden den langen Schenkel, und der kurze, dreieckig ausgebildete Schenkel 46 ragt, vom beweglichen Kontaktstück 20 abgewandt, zwischen den Kontakt streifen 38 heraus. Am spitzwinklig zulaufenden Ende des kurzen Schenkels 46 ist mit einem Stift 48 das eine Ende eines Lenkers 50 angelenkt. Der Lenker 50 besteht aus zwei parallel beabstande ten Laschen 52, zwischen denen der kurze Schenkel 46 gelagert ist. An der Halteplatte 28 ist pro Kontaktfinger 18 die U-förmige Kulisse 30 mittels ihres Mittelschenkels 54 gehaltert. Die Außenschenkel 56 der Kulisse 30 weisen je eine längliche Kulissenöffnung 58 auf, deren Längsachse radial zur Schwenkachse 22 verläuft. In diesen Kulissenöffnungen 58 ist ein Kulissen schieber 59 mit einer daran befestigten Lenkerachse 60 ver schieblich geführt, wobei die Verschiebebewegung durch die bogenförmigen Enden der Kulissenöffnungen 58 beidseitig begrenzt ist. An der Lenkerachse 60 ist das andere Ende des Lenkers 50 angelenkt. Die Richtungsgerade der auf die Lenkerachse 60 einwirkenden Federkraft, die parallel zu den Längsachsen der Kulissenöffnungen 58 verläuft, steht in einem stumpfen Winkel α (siehe Fig. 3) zur Verbindungslinie der Anlenkpunkte des Lenkers 50, das heißt der Verbindungslinie von Stift 48 und Lenkerachse 60. Der Winkel α ist zum Kontaktfinger 18 geöffnet. Zum Kon taktfinger 18 hingewandt ist aus der Halteplatte 28 durch Biegestanzen jeweils eine Stützplatte 62 und aus dieser wiederum ein erster Zapfen 64 herausgebildet. Der erste Zapfen 64 weist radial von der Schwenkachse 22 fort. Der Kulissenschieber 59 verjüngt sich unter Zwischenbildung von Stützschultern 66 endseitig zu einem zweiten Zapfen 68, der radial zur Schwenkachse 22 weist. Zwischen der Stützplatte 62 und den Stützschultern 66 stützt sich eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kontakt kraftfeder 70 ab, die durch die Zapfen 64, 68 seitlich gehaltert ist.

Anhand der Fig. 3 bis 7 soll die Wirkungsweise des Kon taktsystems erläutert werden, wobei die Kontaktkraftfeder 70 nur schematisch mit ihren Kraftkomponenten dargestellt ist. Fig. 3 zeigt einen der Kontaktfinger 18 im EIN-Zustand des Kontaktsy stems, daß heißt bei geschlossenem Kontaktstückpaaren 14, 20. Unter der Einwirkung der Kontaktkraftfeder 70 ist der Kulissen schieber 59 bestrebt, sich im Rahmen der Kulissenöffnungen 58 radial von der Schwenkachse 22 weg zu bewegen. Über den Lenker 50 wird dadurch eine zur Schwenkachse 22 tangential gerichtete Kraftkomponente auf den Kontaktfinger 18 ausgeübt, die den notwendigen Kontaktdruck zwischen dem Kontaktstückpaar 14, 20 erzeugt. Nach Fig. 4 werden beim Ausschalten oder Auslösen die beweglichen Kontakte aller Pole und damit auch alle Kontaktfinger 18 durch eine Schwenkbewegung der Schaltwelle 24 um die Schwenk achse 22 verschwenkt, wodurch die Kontaktstückpaare 14, 20 getrennt werden. Infolge des fehlenden Kontaktgegendruckes wird der Kulissenschieber 59 bis an die äußere endseitige Begrenzung der Kulissenöffnungen 58 verschoben. Wenn in der geschlossenen Position der Kontaktstückpaare 14, 20 nach Fig. 3 ein Kurzschluß strom über den Kontaktfinger 18 fließt, dessen elektrodynamische Stromengekraft in Nähe des Kontaktstückpaares 14, 20 größer als die durch die Kontaktkraftfeder 70 bewirkte Kontaktdruckkraft an dieser Stelle ist, dann wird der Kontaktfinger 18 vom fest stehenden Kontakt 14 weggeschleudert. Die elektodynamische Kraft bewirkt über den Lenker 50 eine radial zur Schwenkachse 22 gerichtete Kraftkomponente, die den Kulissenschieber 59 entgegen der Kraftwirkung der Kontaktkraftfeder 70 verschiebt. Dabei nimmt infolge der Stumpfheit des Winkels α der Anteil dieser besagten elektrodynamischen Kraftkomponente zu, bis der in Fig. 5 dargestellte Kippzustand erreicht ist. Dieser Kippzustand ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schwenkachse 22, die Kontaktkraftfeder 70, der Kulissenschieber 59 und die Lenkerachse 60 sowie der Stift 48 des Lenkers 50 in einer Wirkungsgeraden befinden bzw. der Winkel α gestreckt ist. Beim weiteren Öffnen des Kontaktstückpaares 14, 20 bzw. Überstrecken des Winkels α kippt die Wirkungsrichtung der von der Kontaktkraftfeder 70 über den Kulissenschieber 59 und den Lenker 50 auf den Kontaktfinger 18 ausgeübten Kraftkomponente um. Von nun an kippt der Kontakt finger 18 allein schon unter der Einwirkung der Kontaktkraftfeder 70 in den in Fig. 6 dargestellten stabilen Zustand. Durch dieses vorteilhafte mit dem Kontaktfinger 18 verbundene Kippsprungwerk wird die Gefahr eines infolge der einsetzenden Strombegrenzung auftretenden "Pumpens" des Kontaktfingers 18 und damit schädli chen Verschweißens des Kontaktstückpaares 14, 20 deutlich verringert. Durch das nachfolgend ausgelöste Schaltschloß wird der Kontaktfinger 18 mittels eines nicht dargestellten, jedoch hinlänglich bekannten, bezüglich des Formgehäuses ortsfesten Rückstellanschlages in eine Position analog Fig. 4 zurückgekippt. Aus den Fig. 6 ist weiterhin ersichtlich, daß der Lenker 50 vom beweglichen Kontaktstück 20 weggekrümmt ist, um damit eine große Öffnungsstrecke des elektrodynamisch geöffneten Kontaktstückpaa res 14, 20 zu erreichen, ehe diese Öffnungsbewegung durch das Anschlagen des Lenkers 50 an die Halteplatte 28 begrenzt werden kann. In Fig. 7 ist gegenüber Fig. 3 gezeigt, wie bei Abnutzung der Kontaktstücke 14, 20 infolge Abbrandes bis zum Erreichen des maximalen Durchhubes eine zuverlässige Kontaktgebung erzielt wird. Durch die Stumpfheit des Winkels α wird bewirkt, daß die von der Kontaktkraftfeder 70 auf den Kontaktfinger 18 ausgeübte und zum feststehenden Kontaktstück 14 gerichtete Kraftkomponente, das heißt die Kontaktdruckkraft, mit zunehmendem Durchhub, das heißt mit zunehmender Abnutzung der Kontaktstücke 14 und 20, ansteigt. Damit wird der Verschlechterung der Kontakteigen schaften infolge Abbrand sogar überkompensierend entgegengewirkt. Dieser Anstieg der Kontaktdruckkraft erfolgt solange, bis der Durchhub auf seinen maximalen Wert infolge der Begrenzung der Verschiebebewegung des Kulissenschiebers 59 durch die äußere endseitige Begrenzung der Kulissenöffnungen 58 begrenzt wird.

In Fig. 8 sind vorteilhafte Wirkungen des erfindungsgemäßen Kontaktsystems anhand der wesentlichen Kräfte, die in dem mit dem Kontaktfinger 18 verbundenen Kippsprungwerk auftreten, zum einen in Abhängigkeit der Öffnungsstrecke S des Kontaktstückpaares 14, 20 und zum anderen in Abhängigkeit des Durchhubes D bei abgenutz ten Kontaktstücken 14, 20 dargestellt. Es sind die qualitativen Verläufe der von der Kontaktkraftfeder 70 entwickelten Federkraft Ff und der von dieser bewirkten zum feststehenden Kontaktstück 14 gerichteten Kraftkomponente Fk aufgezeigt. Die Linie III entspricht dem EIN-Zustand bei unverbrauchten Kontaktstücken 14, 20 gemäß Fig. 3. Die Kraftkomponente Fk entspricht in diesem Zustand der Kontaktdruckkraft. In dem Bereich zwischen der Linie III und der Linie IV wirkt entgegen der Kraftkomponente Fk eine durch Kurzschluß verursachte elektrodynamische Öffnungskraft auf den Kontaktfinger 18. Mit zunehmender Öffnungsstrecke S wird die Federkraft Ff zwar größer, jedoch die Kraftkomponente Fk in vorteilhafter Weise kleiner. Die Linie V entspricht dem in Fig. 5 dargestellten Kippzustand des Kippsprungwerkes. Hier tritt die maximale Federkraft Ffmax auf, und der Betrag der Kraftkomponente Fk ist Null. In Richtung zu der Linie VI haben sich die Bedingun gen wesentlich verändert. Die Federkraft Ff ist im Abnehmen begriffen, und die Richtung der Kraftkomponente Fk kehrt sich um. An der Linie VI ist der elektrodynamisch bewirkte stabile Öffnungszustand mit der maximalen Öffnungsstrecke Smax erreicht, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Im Bereich von der Linie III bis zur Linie VII sind die Verhältnisse bei wachsendem Durchhub D des Kontaktfingers infolge zunehmender Abnutzung der Kontakt stücke 14, 20 aufgezeigt. Mit wachsendem Durchhub D nimmt die Federkraft Ff zwar ab, jedoch die als Kontaktdruckkraft wirkende Kraftkomponente Fk steigt in vorteilhafter Weise an. Dieser Anstieg erfolgt bis zum Erreichen der maximalen Kraftkomponente Fkmax (maximale Kontaktdruckkraft) an der Linie VII, wo der maximale Durchhub Dmax gemäß Fig. 7 erreicht ist.

Bezugszeichenliste

2 Formgehäuse
4 Trennwand
6 Polkammer
8 Kontaktsystem
10 feststehender Kontakt
12 beweglicher Kontakt
14 feststehendes Kontaktstück
16 erster Phasenanschluß
18 Kontaktfinger
20 bewegliches Kontaktstück
22 Schwenkachse
24 Schaltwelle
26 Haltebügel
28 Halteplatte
30 Kulisse
32 Federbügel
33 Außenschenkel
34 zweiter Phasenanschluß
36 Lichtblechpaket
38 Kontaktstreifen
39 Lagerbohrung
40 Steg
42 Stegbohrung
44 Tellerfeder
46 kurzer Schenkel
48 Stift
50 Lenker
52 Lasche
54 Mittelschenkel
56 Außenschenkel
58 Kulissenöffnung
59 Kulissenschieber
60 Lenkerachse
62 Stützplatte
64 erster Zapfen
66 Stützschulter
68 zweiter Zapfen
70 Kontaktkraftfeder
III . . . VII Linie
D Durchhub
Dmax maximaler Durchhub
Ff Federkraft
Ffmax maximale Federkraft
Fk Kraftkomponente
Fkmax maximale Kraftkomponente
S Öffnungsstrecke
Smax maximale Öffnungsstrecke
α Winkel

Claims

1. Strombegrenzendes Kontaktsystem für Leistungsschalter mit Formgehäuse (2), einer der Anzahl der zu schaltenden Pole entsprechenden Anzahl von Kontaktsystemen (8) und einem mit den Kontaktsystemen (8) wirkverbundenen Schaltschloß, bestehend aus

- einem feststehenden Kontakt (10) mit mindestens einem feststehenden Kontaktstück (14) und Übergang in einen ersten Phasenanschluß (16),
- einem an einer querliegenden Schaltwelle (24) angelenkten beweglichen Kontakt (12) aus mehreren parallel angeord neten, unter der Einwirkung von Kontaktkraftmitteln stehenden Kontaktfingern (18) mit je einem beweglichen Kontaktstück (20) und einer Verbindung zu einem zweiten Phasenanschluß (34);

mit folgenden Merkmalen bezüglich eines jeden Kontaktfingers (18):

- der zweite Phasenanschluß (34) geht in einen Steg (40) über, der mindestens teilweise die Schwenkachse (22) umfassend unter Anpreßdruck in seitlicher Verbindung mit dem Kontaktfinger (18) steht;
- zwischen der Schaltwelle (24) und dem Kontaktfinger (18) ist ein überstreckbares Kniehebelsystem (50, 59) angeord net, das unter der Einwirkung einer mit einem Ende mit der Schaltwelle (24) verbundenen Kontaktkraftfeder (70) steht;
- die auf die innere gelenkige Verbindung (60) des Kniehe belsystems (50, 59) einwirkende Komponente der Federkraft, die von dem anderen Ende der Kontaktkraftfeder (70) ausgeübt wird, bildet mit der Wirkungsachse des mit dem Kontaktfinger (18) verbundenen Kniehebelelementes (50) im elektrodynamisch unbeeinflußten Zustand des Kontaktfingers (18) einen stumpfen Winkel (α);
- das Kniehebelsystem (50,59) ist in Richtung des Durchhubes des beweglichen Kontaktstückes (20) in seiner Bewegung in sich begrenzt.

2. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (18) im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei die Schwenkachse (22) mit dem langschenkligen Ende und das Kniehebelelement (50) mit dem kurzschenkligen Ende verbunden ist.

3. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (18) schwenk achsenseitig vom beweglichen Kontaktstück (20) fortweisend abgewinkelt ist.

4. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (18) schwenkachsenseitig aus zwei parallel beabstandeten Kontaktstreifen (38) besteht, zwischen denen der Steg (40) angeordnet ist.

5. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstreifen (38) nach innen vorgespannt sind.

6. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (18) und der Steg (40) unter der Anpreßwirkung von an sich bekannten Federelementen (44) stehen.

7. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (18) auf einer gemeinsamen Schwenkachse (22) gelagert sind.

8. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein U-förmiger Federbügel (32) die Kontaktfinger (18) schwenkachsenseitig gemeinsam seitlich umfaßt.

9. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kniehebelsystem (50, 59) aus einem Kulissenschieber (59), der in einer mit der Schaltwelle (24) unbeweglich verbundenen und zum beweglichen Kontaktstück (20) hingewandten Kulisse (30) radial zur Schwenkachse (22) verschieblich und wenigstens in der von der Schwenkachse (22) fortweisenden Richtung begrenzt geführt ist, und einem zwischen dem Kontaktfinger (18) und dem Kulissenschieber (59) angelenkten Lenker (50) besteht, wobei sich die als Schraubendruckfeder ausgebildete Kontaktkraftfeder (70) an dem Kulissenschieber (59) ab stützt.

10. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (22) und die Kulissen (30) an einer gemeinsamen Halteplatte (28) angeordnet und über diese sowie mittels eines Haltebügels (26) an der Schaltwelle (24) befestigt sind.

11. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (32) einstückig mit der Halteplatte (28) verbunden ist.

12. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkraftfeder (70) an einem Ende an einem ersten Zapfen (64), der mit der Schaltwelle (24) unbeweglich verbunden ist und radial von der Schwenkachse (22) weist, seitlich gehaltert und an einer Stützplatte (62), die ebenfalls mit der Schaltwelle (24) unbeweglich verbunden ist, abgestützt ist.

13. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zapfen (64) und die Stützplatte (62) aus der Halteplatte (28) heraus biegege stanzt sind.

14. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, insbesondere nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkraftfeder (70) am anderen Ende an einem zweiten Zapfen (68), der mit dem Kulissen schieber (59) verbunden ist, seitlich gehaltert und an Stützschultern (66), die stirnseitig zwischen Kulissen schieber (59) und zweitem Zapfen (68) ausgebildet sind, abgestützt ist.

15. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenschieber (59) in beiden Richtungen begrenzt geführt ist.

16. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (30) U- förmig ausgebildet ist und an ihren Außenschenkeln (33) Kulissenöffnungen (58) ausgeformt sind, in welche der Kulissenschieber (59) mittels einer Lenkerachse (60) geführt ist.

17. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lenker (50) aus zwei parallel beabstande ten Laschen (52) besteht.

18. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 17, insbesondere nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lenker (50) in der vom Kontaktfinger (18) fortweisenden Richtung kreisbogenförmig gekrümmt ist.

19. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kniehebelsystem aus zwei Kniehebeln besteht, die mit ihren freien Enden zwischen der Schaltwelle (24) und dem Kontaktfinger (18) angelenkt sind, und an oder bei der inneren gelenkigen Verbindung die Kontaktkraftfeder angreift.