EP2704171A1 - Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter - Google Patents

Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter Download PDF

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EP2704171A1
EP2704171A1 EP12182215.9A EP12182215A EP2704171A1 EP 2704171 A1 EP2704171 A1 EP 2704171A1 EP 12182215 A EP12182215 A EP 12182215A EP 2704171 A1 EP2704171 A1 EP 2704171A1
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EP
European Patent Office
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contact slide
guide element
slide unit
plunger
contact
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12182215.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Kreutzer
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP12182215.9A priority Critical patent/EP2704171A1/de
Publication of EP2704171A1 publication Critical patent/EP2704171A1/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H01H1/2008—Facilitate mounting or replacing contact bridge and pressure spring on carrier
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    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
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    • H01H73/045—Bridging contacts
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    • H01H2071/0292—Housing or frames containing grooves or slots for guiding movable parts
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2463—Electromagnetic mechanisms with plunger type armatures

Definitions

  • the invention relates to a contact slide unit for a switching unit, in particular for a circuit breaker, comprising a contact slide and a fixed and a movable contact piece.
  • Switching units serve, among other things, the safe switching off in the event of a short circuit and thus protect consumers and systems. Furthermore, electrical or mechanical switching units are suitable for the operational, manual switching of consumers as well as for the safe separation of a system from the power network during maintenance or changes in the system. Electrical switching units, in particular circuit breakers, are often operated electromagnetically.
  • switching units are high-quality electrical switching devices with integrated protection for motors, lines, transformers and generators. They are used at workstations with a lower switching frequency. Such switching units are suitable in addition to the short circuit protection for overload protection.
  • Known switching units have a contact slide unit with a contact slide and a movable contact piece.
  • the movable contact piece also has electrical contacts.
  • switching units have first contacts to a power line.
  • the electrical contacts of the movable contact piece contact the fixed contacts of the switching unit.
  • the electrical contacts of the movable contact piece are released from the fixed contacts, so that the flow of current is interrupted.
  • the movable contact is released from the fixed contacts.
  • short-circuit shutdowns in a switching unit it may come to the rotation of the movable contact piece about its longitudinal axis after releasing the movable contact piece.
  • the movable contact piece rotates about its longitudinal axis, this is also referred to as a bridge rotator. That is, the movable contact piece then returns after the rotation is no longer in its original position, but remains in the rotated position.
  • Known contact slides of switching units often have two guide systems, an inner and an outer guide system.
  • the outer guide system is used when the switching operation, that is, the switching on or off, via a switching mechanism of the switching unit. This does not create a bridge twister.
  • the inner guide system is used in the event of a short circuit when the switching operation via a switching armature, often a plunger, the switching unit takes place. That is, when switching off due to a short circuit, the movable contact piece along the inner guide system leads the contact slide ahead, bounces on impact surfaces in the so-called lower part of the switching unit and flies back along the inner guide system. In this case, it flies against the switching armature or the plunger of the switching unit. It may happen that the movable contact piece and the plunger meet outside their center lines, so that this can lead to a rotation of the movable contact piece about its longitudinal axis.
  • the object of the present invention is to provide a contact slide unit for a switching unit, in particular for a circuit breaker, which is designed such that bridge rotors of the switching piece are avoided.
  • a contact slide unit for a switching unit in particular for a circuit breaker having a contact slide and a fixed and a movable contact piece.
  • the invention is characterized in that the movable contact piece is arranged on a guide element.
  • the Guide element may preferably be formed as a guide pin or as a metal strip
  • Switching units according to the invention may be electrical switching units, in particular electromagnetically operated switching units or switches, but also mechanical switching units.
  • the electrical switching units include in particular circuit breakers.
  • the movable contact piece is guided over a separate guide element.
  • the guide element is formed axially non-movable in the housing.
  • the movable contact piece is provided with a bore and is also threaded slightly axially movable on the guide element.
  • the plunger may be pronounced in the lower part as a tubular body.
  • a separate tubular body with corresponding contact surfaces which are formed, for example blind-hole-like, is used.
  • the tubular body preferably fits over the guide element and can open the contact bridge by means of its front-side actuating ring surface upon excitation, that is to say in the event of a short circuit.
  • the contact slide for contact opening moves easily over the unactuated plunger.
  • the guide element is mounted axially movable in the housing or in the contact slide.
  • it has a partially enlarged diameter or corresponding embossings for generating an actuating surface.
  • the operated by the short-circuit release plunger in contrast to the first embodiment does not act directly on the contact bridge, but actuates the guide member in the axial direction.
  • the guide element in turn takes over the contact bridge via said actuating surfaces.
  • the actuating surface of the guide element may be formed as a ring, which dips into a corresponding pocket of the contact slide or the bridge. This can be prevented that the element moves uncontrolled with non-energized short-circuit release within the slide in the direction of the plunger and thereby possibly slip down from the housing guide.
  • this housing guide may be formed such that on the housing bottom a housing dome is designed with a recess for the guide element.
  • the guide element is arranged in the contact slide unit.
  • this can be designed such that in the contact slide unit, a guide groove is arranged, in which the guide element supports.
  • the guide element is preferably made of metal, or a thermally resistant plastic or carbon or ceramic. Made of metal guide elements are resistant to the expected temperatures in a tripping operation.
  • Another advantage of the invention may be that the movable contact piece has an opening through which the guide element is guided or penetrates.
  • the other end of the guide element is guided in a tubular body-like extension of a plunger of a short-circuit release, the respective switching state to the contact slide unit transfers.
  • the plunger does not act directly on the movable contact piece, but in the tripping operation, the movable contact piece is separated from the fixed contact piece via the tubular body-like extension.
  • the tubular body-like extension can either be integrally connected to the plunger or the tubular body-like extension and the plunger are made of two parts.
  • the guide element has an enlarged diameter at the end, which serves as an actuating surface on which a plunger of a short-circuit release strikes in the event of tripping.
  • the plunger acts on triggering case on the actuating surface, which then separates the movable contact piece from the fixed contact piece.
  • the actuating surface of the guide element is designed as a ring, which dips into a corresponding recess of the contact slide.
  • the contact slide unit has a contact slide and a fixed and a movable contact piece, which are arranged opposite to each other.
  • a plunger of a short-circuit release is arranged above the contact slide unit.
  • a tubular extension is integrally formed on the end which faces the contact slide, which is either integrally connected to the plunger or is formed as a separate part on the plunger.
  • the movable contact piece has an opening in which the guide element according to the invention is positioned.
  • the guide element is guided above the movable contact piece in the tubular body-like extension of the plunger.
  • the guide element can be guided either in the housing or in the contact slide or in a combination of housing and contact slide. In case of triggering wanders the plunger including the tubular body-like extension in the direction of the movable contact piece, wherein the guide element further migrates into the tubular body-like extension.
  • the guide element above the movable contact piece has an enlarged diameter, which serves as an actuating surface and on which the plunger acts directly when triggered.
  • the guide element has a ring, in which case a recess is formed in the contact slide for the ring and the part of the guide element located above the ring.
  • the plunger strikes in the case of triggering directly on the located above the ring part of the guide element. The plunger pushes the guide element in the housing guide and the ring on the guide element strikes the movable contact piece and solves this fixed fixed contact.
  • the contact slide unit according to the invention avoids bridge twister by using a preferably metal guide element, which can be positioned both on projections on the trigger plunger, as well as housing guides and via guide grooves on the contact slide. As a result, rotations of the contact bridge due to a high momentum are reliably avoided. It is advantageous that the contact bridge has no guide extensions, but can be kept comparatively easy due to a mecanics sacrificees. It was considered that light contact bridges improve the short-circuit turn-off behavior due to their faster accelerability.
  • the guide element itself is preferably made of metal in order to preclude damage due to the high temperatures occurring in the switching chamber and in particular at the contact bridge.
  • Fig. 1 shows a contact slide unit according to the invention, which has a contact slide 1 and a fixed and a movable contact piece (2,3), which are arranged opposite to each other.
  • a plunger 4 of a short-circuit release is arranged above the contact slide unit 1.
  • a tubular body-like extension 5 is formed, which is either integrally connected to the plunger 4 or formed as a separate part on the plunger 4.
  • the movable contact piece 3 has an opening 6 in which the guide element 7 according to the invention is positioned.
  • the guide element 7 is guided above the movable contact piece 3 in the tubular body-like extension 5 of the plunger 4.
  • the guide element 7 may be guided either in the housing 8 or in the contact slide 1 or in a combination of housing 8 and contact slide 1.
  • Fig. 2 is the contact slide unit after Fig. 1 displayed in the event of a trip.
  • the plunger 4 moves including the tubular body-like extension 5 in the direction of the movable contact piece 3, wherein the guide member 7 moves further into the tubular body-like extension 5.
  • Fig. 3 shows a contact slide unit according to the invention of contact slide 1 and a fixed and a movable contact piece 2, 3 with a guide element 7 according to the invention and a plunger 4 with separately molded tubular body extension 5 in normal operation.
  • Fig. 4 shows the embodiment according to Fig. 3 in the case of triggering.
  • the plunger 4 moves including the tubular body-like extension 5 in the case of triggering in the direction of the movable contact piece 3, wherein the guide member 7 moves further into the tubular body-like extension 5.
  • a further embodiment of a plunger 4 is shown with rohr Economicsartigem extension 5, wherein the plunger 4 meets with its larger diameter in the case of triggering on the guide member 7 with a smaller diameter.
  • the required recesses in the tubular body extension 5 are the Fig. 5 trained accordingly.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a plunger 4 with tubular body-like extension 5, wherein the plunger 4 passes from a larger diameter into a smaller diameter and the smaller diameter in the tubular body-like extension 5 is arranged.
  • the plunger 4 meets with the smaller diameter, which is arranged in the tubular body-like extension 5, on the guide element.
  • Fig. 7 shows a further embodiment of a contact slide unit according to the invention with a contact slide 1 and a fixed and a movable contact piece 2, 3 and a guide element 7, which opens after passing through the opening 6 of the movable contact piece 3 in an area with a larger diameter, as the actuating surface. 9 serves.
  • Fig. 7 shows the arrangement in the contact slide unit in normal operation.
  • Fig. 8 is the embodiment after Fig. 7 displayed in the event of a trip.
  • Out Fig. 8 shows that the plunger 4 acts directly on the actuating surface 9 of the guide element 7 in the case of triggering.
  • Fig. 9 shows the embodiment according to Fig. 7 after a flow-dynamic opening with bridge clearance.
  • a contact slide unit according to the invention from a contact slide 1 and a fixed and a movable contact piece 2, 3 is shown with a guide element 7 according to the invention in normal operation, wherein the guide member 7 is additionally guided by a ring 10.
  • a recess 11 is formed in the contact slide 1.
  • the plunger 4 hits in triggering directly on the above the ring 10 located part of the guide element 7. The plunger 4 pushes the guide member 7 in the housing guide and the ring 10 on the guide member 7 strikes the movable contact piece 3 and triggers this from the fixed contact piece 2.
  • Fig. 11 is the embodiment after Fig. 10 displayed in the event of a trip.
  • the plunger 4 meets directly on the located above the ring part of the guide element 7.
  • the plunger 4 pushes the guide member 7 in the housing guide and the ring 10 on the guide member 7 strikes the movable contact 3 and triggers this fixed fixed piece. 2
  • Fig. 12 is the embodiment after Fig. 10 shown at a stromdynamischen opening with bridge freeflow.
  • Fig. 13 goes to the embodiment Fig. 10 in a mechanical open position through a switch lock out.
  • the contact slide unit according to the invention avoids bridge twister by using a preferably metal guide element, which can be positioned both on projections on the trigger plunger, as well as housing guides and via guide grooves on the contact slide. As a result, rotations of the contact bridge due to a high momentum are reliably avoided. It is advantageous that the contact bridge has no guide extensions, but can be kept comparatively easy due to a mecanics trimbruches. It was considered that light contact bridges improve the short-circuit turn-off behavior due to their faster accelerability.
  • the guide element itself is preferably made of metal, to damage by the in the switching chamber and in particular to exclude high temperatures occurring at the contact bridge.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter, aufweisend einen Kontaktschieber (1) sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück (2,3). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das bewegliche Schaltstück (3) auf einem Führungselement (7) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter, aufweisend einen Kontaktschieber sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück.
  • Schalteinheiten, insbesondere Leistungsschalter, dienen unter Anderem dem sicheren Abschalten bei einem Kurzschluss und schützen dadurch Verbraucher und Anlagen. Ferner eignen sich elektrische oder mechanische Schalteinheiten für das betriebsmäßige, manuelle Schalten von Verbrauchern sowie zur sicheren Trennung einer Anlage vom Stromnetz bei Wartungsarbeiten oder Änderungen bei der Anlage. Elektrische Schalteinheiten, insbesondere Leistungsschalter, werden häufig elektromagnetisch betrieben.
  • Das heißt, derartige Schalteinheiten sind technisch hochwertige elektrische Schaltgeräte mit integriertem Schutz für Motoren, Leitungen, Transformatoren und Generatoren. Ihren Einsatz finden sie an Funktionsstellen mit geringerer Schalthäufigkeit. Derartige Schalteinheiten sind neben dem Kurzschlussschutz auch für den Überlastschutz geeignet.
  • Im Fall eines Kurzschlusses schaltet eine elektrische Schalteinheit eine elektrische Anlage sicher ab. Somit bieten diese Sicherungsschutz vor Überlastung. Jeder Leiter durch den Strom fließt, erwärmt sich mehr oder weniger stark. Die Erwärmung hängt dabei vom Verhältnis der Stromstärke zum Stromleiterquerschnitt ab, der so genannten Stromdichte. Die Stromdichte darf nicht zu groß werden, da sonst durch zu hohe Erwärmung die Leiterisolation verschmoren oder möglicherweise ein Brand ausgelöst werden kann. Um elektrische Anlagen gegen diese schädigenden Auswirkungen zu schützen, werden Schalteinheiten als Überstrom-Schutzeinrichtung verwendet. Leistungsschalter weisen zwei voneinander getrennt wirkende Auslösemechanismen für den Überlast- und Kurzschlussschutz auf. Beide Auslöser sind in Reihe geschaltet. Den Schutz beim Kurzschluss übernimmt ein zeitlich nahezu unverzögert wirkender elektromagnetischer Auslöser. Bei einem Kurzschluss entklinkt der elektromagnetische Auslöser unverzögert ein Schaltschloss des Leistungsschalters. Ein Schaltanker trennt das Schaltstück, ehe der Kurzschlussstrom seinen Höchstwert erreichen kann.
  • Bekannte Schalteinheiten weisen eine Kontaktschiebereinheit mit einem Kontaktschieber und einem beweglichen Schaltstück auf. Das bewegliche Schaltstück weist ferner elektrische Kontakte auf. Ferner weisen derartige Schalteinheiten erste Kontakte zu einer Stromleitung auf. In einem eingeschalteten Zustand kontaktieren die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstückes die festen Kontakte der Schalteinheit. Im Kurzschlussfall werden die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstückes von den festen Kontakten gelöst, so dass der Stromfluss unterbrochen wird. Hierbei wird das bewegliche Schaltstück von den festen Kontakten gelöst. Durch Kurzschlussabschaltungen in einer Schalteinheit kann es jedoch nach dem Lösen des beweglichen Schaltstückes zur Drehung des beweglichen Schaltstückes um seine Längsachse kommen. Wenn sich das bewegliche Schaltstück um seine Längsachse dreht, wird dies auch als Brückendreher bezeichnet. Das heißt, das bewegliche Schaltstück kehrt dann nach der Drehung nicht mehr in seine Ausgangslage zurück, sondern verharrt in der gedrehten Stellung.
  • Bekannte Kontaktschieber von Schalteinheiten weisen häufig zwei Führungssysteme, ein inneres und ein äußeres Führungssystem auf. Das äußere Führungssystem kommt dann zum Einsatz, wenn der Schaltvorgang, das heißt, das Ein- oder AusSchalten, über ein Schaltschloss der Schalteinheit erfolgt. Hierbei entsteht kein Brückendreher. Das innere Führungssystem kommt im Kurzschlussfall zum Einsatz, wenn der Schaltvorgang über einen Schaltanker, häufig einen Stößel, der Schalteinheit erfolgt. Das heißt, beim Abschalten auf Grund eines Kurzschlusses eilt das bewegliche Schaltstück entlang des inneren Führungssystems dem Kontaktschieber voraus, prallt an Aufschlagflächen im so genannten Unterteil der Schalteinheit ab und fliegt wieder entlang dem inneren Führungssystem zurück. Hierbei fliegt es dem Schaltanker beziehungsweise dem Stößel der Schalteinheit entgegen. Dabei kann es passieren, dass sich das bewegliche Schaltstück und der Stößel außerhalb ihrer Mittellinien treffen, so dass dies zu einem Verdrehen des beweglichen Schaltstückes um seine Längsachse führen kann.
  • Wenn das bewegliche Schaltstück im gedrehten Zustand verharrt, treffen bei einem nächsten Einschalten der Schalteinheit nicht mehr die Kontakte, insbesondere Silberkontakte des beweglichen Schaltstücks und die festen Kontakte der Schalteinheit aufeinander, so dass es zu Ausfallerscheinungen kommt. Das heißt, ein in einer verdrehten Position verharrendes Schaltstück ist nachteilig, da die Schalteinheit dann nicht mehr einsatzfähig ist. Ein nicht funktionierendes Schaltstück und eine nicht funktionierende Schalteinheit sind nachteilig für die elektrischen Verbraucher und die Anlage, in der die Schalteinheit eingebaut ist.
  • Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter zu schaffen, die derart ausgebildet ist, dass Brückendreher des Schaltstückes vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter gelöst, die einen Kontaktschieber sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass das bewegliche Schaltstück auf einem Führungselement angeordnet ist. Das Führungselement kann vorzugsweise als Führungsstift oder als Blechstreifen ausgebildet sein
  • Schalteinheiten gemäß der Erfindung können elektrische Schalteinheiten, insbesondere elektromagnetisch betriebene Schalteinheiten beziehungsweise Schalter sein, aber auch mechanische Schalteinheiten. Zu den elektrischen Schalteinheiten zählen insbesondere Leistungsschalter.
  • Erfindungsgemäß wird das bewegliche Schaltstück über ein separates Führungselement geführt. In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Führungselement axial nicht beweglich im Gehäuse ausgebildet ist. Das bewegliche Schaltstück ist mit einer Bohrung versehen und ist zudem axial leicht beweglich auf dem Führungselement aufgefädelt. Um eine Kontaktöffnung durch den Stößel des Kurzschlussauslösers gewährleisten zu können, kann der Stößel im unteren Teil als Rohrkörper ausgeprägt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass ein separater Rohrkörper mit entsprechenden Anlageflächen, die zum Beispiel sacklochartig ausgebildet sind, verwendet wird. Erfindungsgemäß steckt der Rohrkörper vorzugsweise über dem Führungselement und kann mittels seiner stirnseitigen Betätigungsringfläche bei Erregung, das heißt im Kurzschlussfall, die Kontaktbrücke öffnen. Bei einer Kontaktöffnung über ein Schaltschloss und einen Kontaktschieber bewegt sich der Kontaktschieber zur Kontaktöffnung einfach über den unbetätigten Stößel.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Führungselement axial beweglich im Gehäuse beziehungsweise im Kontaktschieber gelagert ist. Dazu weist es einen partiell vergrößerten Durchmesser oder entsprechende Prägungen zur Erzeugung einer Betätigungsfläche auf. In dieser Ausführungsform wirkt der durch den Kurzschlussauslöser betätigte Stößel im Gegensatz zur ersten Ausführungsform nicht direkt auf die Kontaktbrücke, sondern betätigt das Führungselement in axialer Richtung. Das Führungselement nimmt seinerseits über besagte Betätigungsflächen die Kontaktbrücke mit.
  • In einer vorteilhaften Untervariante kann die Betätigungsfläche des Führungselementes als Ring ausgeprägt sein, der in eine entsprechende Tasche des Kontaktschiebers oder der Brücke eintaucht. Damit kann verhindert werden, dass das Element sich bei nicht erregtem Kurzschlussauslöser unkontrolliert innerhalb des Schiebers in Richtung Stößel bewegt und dabei gegebenenfalls unten aus der Gehäuseführung herausrutscht.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein Ende des Führungselementes im Gehäuse der Schalteinheit angeordnet ist. Technisch kann diese Gehäuseführung derart ausgebildet sein, dass auf dem Gehäuseboden ein Gehäusedom mit einer Ausnehmung für das Führungselement ausgeführt ist.
  • Es kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Führungselement in der Kontaktschiebereinheit angeordnet ist. Technisch kann dies derart ausgebildet sein, dass in der Kontaktschiebereinheit eine Führungsnut angeordnet ist, in der das Führungselement lagert.
  • Es ist besonders von Vorteil, wenn das Führungselement vorzugsweise aus Metall, oder einem thermisch beständigem Kunststoff oder Carbon oder Keramik gefertigt ist. Aus Metall gefertigte Führungselemente sind gegenüber den zu erwartenden Temperaturen bei einem Auslösevorgang resistent.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin bestehen, dass das bewegliche Schaltstück einen Durchbruch aufweist, durch welchen das Führungselement geführt ist bzw. hindurchtaucht.
  • Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass das andere Ende des Führungselementes in einem rohrkörperartigen Fortsatz eines Stößels eines Kurzschlussauslösers geführt ist, der den jeweiligen Schaltzustand auf die Kontaktschiebereinheit überträgt. Bei dieser Ausführungsform wirkt der Stößel nicht direkt auf das bewegliche Schaltstück ein, sondern im Auslösevorgang wird über den rohrkörperartigen Fortsatz das bewegliche Schaltstück vom festen Schaltstück getrennt. Erfindungsgemäß kann der rohrkörperartige Fortsatz entweder einteilig mit dem Stößel verbunden sein oder der rohrkörperartige Fortsatz und der Stößel sind aus zwei Teilen gefertigt.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Führungselement am Ende einen vergrößerten Durchmesser aufweist, der als Betätigungsfläche dient, auf welchen ein Stößel eines Kurzschlussauslösers im Auslösefall trifft. In diesem Fall wirkt der Stößel im Auslösefall auf die Betätigungsfläche, die dann das bewegliche Schaltstück vom festen Schaltstück trennt.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsfläche des Führungselementes als Ring ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kontaktschiebers eintaucht.
  • Die erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit weist einen Kontaktschieber sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück auf, die zueinander gegenüber liegend angeordnet sind. Oberhalb der Kontaktschiebereinheit ist ein Stößel eines Kurzschlussauslösers angeordnet. Am Stößel ist an dem Ende, das dem Kontaktschieber zugewandt ist, ein rohrartiger Fortsatz angeformt, der entweder einteilig mit dem Stößel verbunden ist oder als separates Teil am Stößel angeformt ist. Das bewegliche Schaltstück weist einen Durchbruch auf, in welcher das erfindungsgemäße Führungselement positioniert ist. Das Führungselement ist oberhalb des beweglichen Schaltstücks im rohrkörperartigen Fortsatz des Stößels geführt. Unterhalb des beweglichen Schaltstücks kann das Führungselement entweder im Gehäuse oder im Kontaktschieber oder in einer Kombination aus Gehäuse und Kontaktschieber geführt sein. Im Auslösefall wandert der Stößel inklusive des rohrkörperartigen Fortsatzes in Richtung des beweglichen Schaltstücks, wobei das Führungselement weiter in den rohrkörperartigen Fortsatz wandert.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Führungselement oberhalb des beweglichen Schaltstücks einen vergrößerten Durchmesser aufweist, der als Betätigungsfläche dient und auf welchen der Stößel im Auslösefall direkt wirkt.
  • Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass das Führungselement einen Ring aufweist, wobei in diesem Fall für den Ring und den oberhalb des Ringes befindlichen Teil des Führungselementes im Kontaktschieber eine Ausnehmung ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform trifft der Stößel im Auslösefall direkt auf den oberhalb des Ringes befindlichen Teil des Führungselementes. Der Stößel schiebt dabei das Führungselement in die Gehäuseführung und der Ring am Führungselement trifft auf das bewegliche Schaltstück und löst dieses vom festen Schaltstück.
  • Die erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit vermeidet Brückendreher durch Verwendung eines vorzugsweise metallenen Führungselementes, das sowohl über Fortsätze am Auslösestößel, als auch über Gehäuseführungen sowie über Führungsnuten am Kontaktschieber positioniert werden kann. Dadurch werden Drehungen der Kontaktbrücke in Folge eines hohen Bewegungsimpulses zuverlässig vermieden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Kontaktbrücke keine Führungsfortsätze aufweist, sondern auf Grund eines Führungsdurchbruches vergleichsweise leicht gehalten werden kann. Dabei wurde berücksichtigt, dass leichte Kontaktbrücken auf Grund ihrer schnelleren Beschleunigbarkeit das Kurzschluss-Ausschalteverhalten verbessern. Das Führungselement selbst ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, um eine Schädigung durch die in der Schaltkammer und insbesondere an der Kontaktbrücke auftretenden hohen Temperaturen auszuschließen.
  • Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit aus einem Kontaktschieber sowie einem festen und beweglichen Schaltstück mit erfindungsgemäßem Führungselement und einteilig ausgeführtem Stößeln mit rohrkörperartigem Fortsatz bei Normalbetrieb;
    • Fig. 2 in einer schematischen Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit nach Fig. 1 im Auslösefall;
    • Fig. 3 in einer schematischen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit aus Kontaktschieber sowie einem festen und beweglichen Schaltstück mit erfindungsgemäßem Führungselement und einem Stößel mit separat ausgeführtem rohrkörperartigem Fortsatz bei Normalbetrieb;
    • Fig. 4 in einer schematischen Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit nach Fig. 3 im Auslösefall;
    • Fig. 5 in einer schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines Stößels, der mit seinem größeren Durchmesser im Auslösefall innerhalb des rohrkörperartigen Fortsatzes auf das Führungselement mit kleinerem Durchmesser trifft;
    • Fig. 6 in einer schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines Stößels, der eine Durchmesserverengung aufweist, wobei der verengte Durchmesser im rohrkörperartigen Fortsatz angeordnet ist und dort auf das Führungselement im Auslösefall trifft;
    • Fig. 7 in einer schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit im Normalbetrieb, wobei das Führungselement in einen Bereich mit größerem Durchmesser mündet und dadurch eine Betätigungsfläche bietet, auf welche der Stößel wirkt;
    • Fig. 8 in einer schematischen Schnittdarstellung die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit nach Fig. 7 im Auslösefall;
    • Fig. 9 in einer schematischen Schnittdarstellung die Ausführungsform nach Fig. 7 nach einer stromdynamischen Öffnung mit Brückenfreiflug;
    • Fig. 10 in einer schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit im Normalbetrieb, wobei das Führungselement einen Ring aufweist, der im Auslösefall auf das bewegliche Schaltstück wirkt;
    • Fig. 11 in einer schematischen Schnittdarstellung die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit nach Fig. 10 im Auslösefall;
    • Fig. 12 in einer schematischen Schnittdarstellung die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit nach Fig. 10 nach einer stromdynamischen Öffnung mit Brückenfreiflug;
    • Fig. 13 in einer schematischen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit mit Ring aufweisendem Führungselement bei einem mechanischen Auslösefall durch ein Schaltschloss.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit, die einen Kontaktschieber 1 sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück (2,3) aufweist, die zueinander gegenüber liegend angeordnet sind. Oberhalb der Kontaktschiebereinheit 1 ist ein Stößel 4 eines Kurzschlussauslösers angeordnet. Am Stößel 4 ist an dem Ende, das dem Kontaktschieber 1 zugewandt ist, ein rohrkörperartiger Fortsatz 5 angeformt, der entweder einteilig mit dem Stößel 4 verbunden ist oder als separates Teil am Stößel 4 angeformt ist. Das bewegliche Schaltstück 3 weist einen Durchbruch 6 auf, in welcher das erfindungsgemäße Führungselement 7 positioniert ist. Das Führungselement 7 ist oberhalb des beweglichen Schaltstücks 3 im rohrkörperartigen Fortsatz 5 des Stößels 4 geführt. Unterhalb des beweglichen Schaltstücks 3 kann das Führungselement 7 entweder im Gehäuse 8 oder im Kontaktschieber 1 oder in einer Kombination aus Gehäuse 8 und Kontaktschieber 1 geführt sein.
  • In Fig. 2 ist die Kontaktschiebereinheit nach Fig. 1 im Auslösefall dargestellt. Im Auslösefall wandert der Stößel 4 inklusive des rohrkörperartigen Fortsatzes 5 in Richtung des beweglichen Schaltstückes 3, wobei das Führungselement 7 weiter in den rohrkörperartigen Fortsatz 5 wandert.
  • Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit aus Kontaktschieber 1 sowie einem festem und einem beweglichem Schaltstück 2, 3 mit einem erfindungsgemäßen Führungselement 7 und einem Stößel 4 mit separat angeformtem rohrkörperartigem Fortsatz 5 im Normalbetrieb.
  • Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 im Auslösefall. Wie bereits in Fig. 2 dargestellt, wandert der Stößel 4 inklusive des rohrkörperartigen Fortsatzes 5 im Auslösefall in Richtung des beweglichen Schaltstücks 3, wobei das Führungselement 7 weiter in den rohrkörperartigen Fortsatz 5 wandert.
  • In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Stößels 4 mit rohrkörperartigem Fortsatz 5 dargestellt, wobei der Stößel 4 mit seinem größeren Durchmesser im Auslösefall auf das Führungselement 7 mit kleinerem Durchmesser trifft. Die dafür benötigten Ausnehmungen im rohrkörperartigen Fortsatz 5 sind der Fig. 5 entsprechend ausgebildet.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stößels 4 mit rohrkörperartigem Fortsatz 5, wobei der Stößel 4 von einem größeren Durchmesser in einen kleineren Durchmesser übergeht und der kleinere Durchmesser im rohrkörperartigen Fortsatz 5 angeordnet ist. Im Auslösefall trifft der Stößel 4 mit dem kleineren Durchmesser, der im rohrkörperartigen Fortsatz 5 angeordnet ist, auf das Führungselement. 7.
  • Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktschiebereinheit mit einem Kontaktschieber 1 sowie einem festen und einem beweglichen Schaltstück 2, 3 und einem Führungselement 7, das nach Durchtritt durch den Durchbruch 6 des beweglichen Schaltstücks 3 in einen Bereich mit einem größeren Durchmesser mündet, der als Betätigungsfläche 9 dient. Fig. 7 zeigt die Anordnung in der Kontaktschiebereinheit bei Normalbetrieb.
  • In Fig. 8 ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 im Auslösefall dargestellt. Aus Fig. 8 geht hervor, dass der Stößel 4 im Auslösefall direkt auf die Betätigungsfläche 9 des Führungselementes 7 wirkt.
  • Fig. 9 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 nach einer stromdynamischen Öffnung mit Brückenfreiflug.
  • In Fig. 10 ist eine erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit aus einem Kontaktschieber 1 sowie einem festen und einem beweglichen Schaltstück 2, 3 mit einem erfindungsgemäßen Führungselement 7 im Normalbetrieb dargestellt, wobei das Führungselement 7 zusätzlich durch einen Ring 10 geführt ist. Für den Ring 10 und den oberhalb des Ringes 10 befindlichen Teil des Führungselementes 7 ist im Kontaktschieber 1 eine Ausnehmung 11 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform trifft der Stößel 4 im Auslösefall direkt auf den oberhalb des Ringes 10 befindlichen Teil des Führungselementes 7. Der Stößel 4 schiebt dabei das Führungselement 7 in die Gehäuseführung und der Ring 10 am Führungselement 7 trifft auf das bewegliche Schaltstück 3 und löst dieses vom festen Schaltstück 2.
  • In Fig. 11 ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 im Auslösefall dargestellt. Im Auslösefall trifft der Stößel 4 direkt auf den oberhalb des Ringes befindlichen Teil des Führungselementes 7. Der Stößel 4 schiebt dabei das Führungselement 7 in die Gehäuseführung und der Ring 10 am Führungselement 7 trifft auf das bewegliche Schaltstück 3 und löst dieses vom festen Schaltstück 2.
  • In Fig. 12 ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 bei einer stromdynamischen Öffnung mit Brückenfreiflug dargestellt.
  • Aus Fig. 13 geht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 bei einer mechanischen Offenhaltung durch ein Schaltschloss hervor.
  • Die erfindungsgemäße Kontaktschiebereinheit vermeidet Brückendreher durch Verwendung eines vorzugsweise metallenen Führungselementes, das sowohl über Fortsätze am Auslösestößel, als auch über Gehäuseführungen sowie über Führungsnuten am Kontaktschieber positioniert werden kann. Dadurch werden Drehungen der Kontaktbrücke in Folge eines hohen Bewegungsimpulses zuverlässig vermieden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Kontaktbrücke keine Führungsfortsätze aufweist, sondern auf Grund eines Führungsdurchbruches vergleichsweise leicht gehalten werden kann. Dabei wurde berücksichtigt, dass leichte Kontaktbrücken auf Grund ihrer schnelleren Beschleunigbarkeit das Kurzschluss-Ausschalteverhalten verbessern. Das Führungselement selbst ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, um eine Schädigung durch die in der Schaltkammer und insbesondere an der Kontaktbrücke auftretenden hohen Temperaturen auszuschließen.

Claims (10)

  1. Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter, aufweisend einen Kontaktschieber (1) sowie ein festes und ein bewegliches Schaltstück (2,3),
    dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Schaltstück (3) auf einem Führungselement (7) angeordnet ist.
  2. Kontaktschiebereinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Führungselementes (7) im Gehäuse der Schalteinheit angeordnet ist.
  3. Kontaktschiebereinheit nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7) im Kontaktschieber (1) geführt ist.
  4. Kontaktschiebereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7) vorzugsweise aus Metall, oder einem thermisch beständigem Kunststoff oder Carbon oder Keramik gefertigt ist.
  5. Kontaktschiebereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Schaltstück (3) einen Durchbruch (6) aufweist, durch welchen das Führungselement (7) geführt ist bzw. hindurchtaucht.
  6. Kontaktschiebereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Führungselementes (7) in einem rohrkörperartigem Fortsatz (5) eines Stößels (4) eines Kurzschlussauslöser geführt ist, der den jeweiligen Schaltzustand auf die Kontaktschiebereinheit überträgt.
  7. Kontaktschiebereinheit nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der rohrkörperartige Fortsatz (5) einteilig mit dem Stößel (4) verbunden ist.
  8. Kontaktschiebereinheit nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der rohrkörperartige Fortsatz (5) und der Stößel (4) aus zwei Teilen gefertigt sind.
  9. Kontaktschiebereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7) am Ende einen vergrößerten Durchmesser aufweist, der als Betätigungsfläche (9) dient und auf welchem ein Stößel (4) eines Kurzschlussauslösers im Auslösefall trifft.
  10. Kontaktschiebereinheit nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche (9) des Führungselementes (7) als Ring (10) ausgebildet ist, der in eine entsprechende Ausnehmung (11) des Kontaktsschiebers eintaucht.
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