WO2023011848A1 - Switching device with a high short-circuit current rating and low contact resistance - Google Patents

Switching device with a high short-circuit current rating and low contact resistance Download PDF

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WO2023011848A1
WO2023011848A1 PCT/EP2022/069041 EP2022069041W WO2023011848A1 WO 2023011848 A1 WO2023011848 A1 WO 2023011848A1 EP 2022069041 W EP2022069041 W EP 2022069041W WO 2023011848 A1 WO2023011848 A1 WO 2023011848A1
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contact
switching device
fixed contacts
bridge
fixed
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PCT/EP2022/069041
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Stefan Kolm
Andrej Ignatov
Andreas Degwerth
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Schaltbau Gmbh
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    • H01H1/54—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by magnetic force

Definitions

  • the present invention relates to a switching device according to the preamble of independent claim 1.
  • a switching device has a first fixed contact, a second fixed contact, and a contact bridge, which can be brought from an open position along a closing direction into a closed position and can be brought into contact with the two fixed contacts in order to close the two fixed contacts to be electrically connected to one another, the fixed contacts each having grooves running transversely to the closing direction, the flanks of which run at least partially obliquely in relation to the closing direction, so that the flanks of the groove have an angle of magnitude unequal to 90° with respect to the closing direction, and the contact bridge is designed in such a way that that the existing in the closed position of the contact bridge contact between the fixed contacts and the contact bridge is made on the sloping groove flanks.
  • a switching device according to the preamble of independent claim 1 is known from DE 10 2011 119 306 A1.
  • the grooves mentioned above are formed here by the waves or wave troughs of a wave-shaped surface of the fixed contacts.
  • the contact bridge also has a wavy surface, with contact between the fixed contacts and the contact bridge only occurring in surface areas that are at an angle to the closing direction.
  • the vector of the repulsion force is no longer aligned anti-parallel to the closing direction but rather at an angle to it, which means that part of the repulsion forces can be compensated for.
  • the contacts therefore do not open as quickly and the short-circuit resistance of the switching device is increased as a result.
  • DE 20 2017 006 764 U1 discloses a relay with two contact bridges arranged in parallel in order to reduce the temperature at the contact surfaces. Obliquely aligned contact surfaces are not described.
  • the object of the present invention is to further develop and improve the switching device according to the preamble of independent claim 1 in such a way that the short-circuit strength and the reliability of the switching device are further increased.
  • the object is achieved by the features of independent claim 1. Accordingly, in the case of a switching device according to the preamble of independent claim 1, the object is achieved according to the invention if the contact bridge has at least two separate contact pieces mounted on a common contact bridge carrier, with each of the separate contact pieces can be brought into contact with the groove flanks of one of the grooves of the first fixed contact and with the groove flanks of one of the grooves of the second fixed contact.
  • the short-circuit strength of the switching device is further increased by the solution according to the invention. Furthermore, the separate contact pieces, which strictly speaking each form a separate contact bridge, can be brought into contact particularly well and reliably with the fixed contacts. As a result of this and the higher number of contact points, the contact resistance is also reduced.
  • the contact pieces are mounted on the contact bridge carrier at a distance from one another and do not touch one another. In the closed position of the contact bridge, however, all contact pieces connect the two fixed contacts.
  • Both the groove flanks of a groove and the contact pieces of the contact bridge that can be brought into contact with it are each preferably mirror-symmetrical with respect to a central plane that is aligned parallel to the closing direction, so that the components of the electromagnetic repulsion forces acting at 90° to the closing direction act on the two opposing groove flanks cancel each other out.
  • a groove within the meaning of the present invention can also be a slot, ie a groove with an open groove base.
  • the contact pieces of the contact bridge are accommodated in the contact bridge carrier with play are that each of the contact pieces can be optimally brought into contact with the flanks of the respectively associated grooves.
  • the contact bridge carrier has a base connected to a drive of the switching device and a cage which is mounted on the base and can be displaced in the closing direction and in which the contact pieces are accommodated, with each of the contact pieces preferably having one between the respective contact piece and the base acting contact pressure spring is assigned.
  • the base of the contact bridge carrier is located somewhat further away from the fixed contacts than the cage and is preferably firmly connected to the armature of an electromagnetic drive of the switching device.
  • the contact pieces are preferably designed with a substantially rectangular cross-section in a middle section in order to ensure that the contact pieces are optimally held in the cage.
  • a “substantially rectangular cross section” in this context means that the rectangular cross section can have transition radii at the corners.
  • the cage of the contact bridge carrier is preferably made of an electrically insulating material.
  • the contact pieces are aligned parallel to one another and preferably have a uniform length. This achieves a compact design.
  • the manufacturing effort is reduced since the contact pieces only have to be manufactured in a single mold.
  • the grooves of the fixed contacts naturally also run parallel to one another.
  • the contact pieces preferably all have the same axial position in a direction that runs parallel to their longitudinal extension and is defined by the connection direction between the two fixed contacts. This embodiment also contributes to a compact design.
  • the contact pieces are of cylindrical design at least in a contact area in which they are brought into contact with the flanks of the associated grooves of the fixed contacts. This creates a defined point or line contact with the flanks of the groove grooves of the fixed contacts reached.
  • the simple shape also results in cost advantages in production.
  • the contact bridge has precisely three separate contact pieces. This embodiment has turned out to be particularly advantageous with regard to a compact design.
  • the grooves of the fixed contacts are v-shaped. This embodiment also contributes to precise contacting and also offers cost advantages in production due to the simple shape.
  • the groove flanks have an angle of between 30° and 60°, preferably 35° to 50°, particularly preferably 40 ⁇ 3°, to the closing direction.
  • This embodiment offers the advantage that a high proportion of the repulsive forces that occur in the event of a short circuit are compensated for or do not act against the closing direction, with reliable functioning and, in particular, contacting being ensured at the same time.
  • the wear on the contacts is limited in this embodiment.
  • the angle to the closing direction is preferably the same as the angle to the axis of symmetry of the groove.
  • the grooves are milled into the fixed contacts. This results in a simple and inexpensive production. Like the contact pieces, they can preferably be made of copper. At this point it should be pointed out again that a groove in the sense of the present invention can also be a slot, ie a groove with an open groove base.
  • a leading contact piece serving as a sacrificial contact is mounted on the contact bridge carrier, which first comes into contact with the fixed contacts when the contacts close and is brought out of contact with the fixed contacts last when the contacts open, so that a switching arc, which can occur when the contacts open, always occurs between the fixed contacts and the leading contact piece.
  • This embodiment offers the advantage that the actual contact pieces experience little wear, since the switching arc always occurs at the leading contact piece and can be extinguished by means of a suitable arc extinguishing device without negatively influencing the other contact pieces.
  • the leading contact piece can alternatively or additionally be arranged spatially completely separated from the other contact pieces, for example on a plane spaced apart from the plane of the contact pieces when viewed in the closing direction, which plane is separated from the plane of the contact pieces by corresponding walls of a housing of the switching device.
  • leading contact piece is arranged on the contact bridge carrier in the middle between two further contact pieces.
  • This embodiment also contributes to a compact and simple design.
  • the switching device has a magnetic return in the form of a yoke made of ferromagnetic material, the yoke having a U-shaped and fixed first part, which surrounds the contact pieces on one side, and a movable second part Part which is located on the opposite side of the contact pieces and is part of the contact bridge carrier, wherein the yoke is aligned transversely to the longitudinal extension of the contact pieces and is located between the two fixed contacts, and between the U-shaped first part and the second part there is an air gap at both ends.
  • the second part is preferably part of the cage. More preferably, the second part rests against the contact pieces.
  • the switching device has an electromagnetic drive for the contact bridge.
  • the invention is particularly suitable when the switching device is designed as a power switching device.
  • Figure 1 a switching device according to the invention according to a first embodiment in a perspective top view
  • FIG. 2 the switching device according to the invention from FIG. 1 in a perspective view from below,
  • FIG. 3 the switching device according to the invention from FIGS. 1 and 2 in a front view
  • FIG. 4 the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 3 in a side view
  • FIG. 5 a cross section through the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 4 along section line V drawn in FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a cross section through the second fixed contact and the movable contact pieces of the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 5 along section line VI drawn in FIG. 3,
  • FIG. 7 the representation from FIG. 6 in the closed position of the contact bridge
  • Figure 8 a switching device according to the invention according to a second embodiment in a perspective top view
  • FIG. 9 the switching device according to the invention from FIG. 8 in a perspective view from below,
  • FIG. 10 the switching device according to the invention from FIGS. 8 and 9 in a front view
  • FIG. 11 the switching device according to the invention from FIGS. 8 to 10 in a side view
  • FIG. 12 shows a cross section through the second fixed contact and the movable contact pieces of the switching device according to the invention from FIGS. 8 to 11 along section line XII drawn in FIG.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a switching device 1 according to the invention.
  • the switching device 1 has a first fixed contact 2, a second fixed contact 3 and a contact bridge, which runs from an open position by means of an electromagnetic drive 8 along a closing direction 6, which corresponds to the axis of the armature rod 9 of the electromagnetic drive 8 or parallel to it and is denoted by the reference numeral 6 in FIG. 6, can be moved into a closed position against the spring force of two return springs 17 and is thereby brought into contact with the two fixed contacts 2, 3 in order to electrically connect them to one another.
  • the contact bridge is formed by three separate contact pieces 7 mounted on a common contact bridge carrier.
  • the contact pieces 7 are aligned parallel to one another and have a uniform length. They are included with play in the contact bridge carrier.
  • This consists of a base 10 firmly connected to the armature rod 9 of the electromagnetic drive 8 and a cage 11 which is mounted on the base 10 and can be displaced in the closing direction and in which the contact pieces 7 are accommodated.
  • each of the contact pieces 7 is assigned a contact pressure spring 12 acting between the respective contact piece 7 and the base 10 .
  • each contact piece 7 represents its own contact bridge, with the associated contact pressure spring 12 ensuring that all three contact pieces 7 are pressed evenly against the two fixed contacts when the contact bridge is in the closed position and the contact pieces 7 can align themselves accordingly.
  • FIG. 5 also shows that the contact pieces 7 have a substantially rectangular cross-section in the middle, as a result of which they are securely positioned and held in the cage 11.
  • the contact pieces 7 are cylindrical.
  • the grooves 4 can best be seen in FIG. 6, which shows a section through the second fixed contact 3 and the movable contact pieces 7 when the contact bridge is in the open position.
  • the v-shaped grooves 4 each have two opposing groove flanks 5 which, in the exemplary embodiment shown, have an angle a of approximately 40° relative to the closing direction 6 and are therefore aligned obliquely to the closing direction 6 .
  • the grooves 4 are milled into the fixed contacts as slots, ie as grooves with an open groove bottom.
  • FIG. 7 shows the same section as FIG. 6, but with the contact bridge in the closed position.
  • each of the contact pieces 7 is divided into two contact points or Lines of contact brought into contact with the opposite flanks 5 of the groove.
  • repulsive forces are generated due to electromagnetic effects.
  • the force vector of these repulsive forces is in each case aligned perpendicularly to the corresponding groove flank.
  • the oblique alignment of the groove flanks thus causes the force vector to always have a component acting perpendicularly to the closing or opening direction, as a result of which the force which could cause the contacts to open is reduced overall. Due to the symmetry of the grooves 4 and the associated contact pieces 7, the components of the repulsion forces acting transversely to the closing direction cancel each other out on two opposing groove flanks 5.
  • a magnetic return path in the form of a yoke made of ferromagnetic material is provided.
  • the yoke has a U-shaped and fixed first part 14, which surrounds the contact pieces 7 on the upper side, and a movable second part 15, which is located on the opposite lower side of the contact pieces 7 and is part of the contact bridge carrier or its cage is.
  • FIGS. 8 to 12 show a second exemplary embodiment of a switching device 1 according to the invention. Only the differences from the exemplary embodiment from FIGS. 1 to 7 are explained below.
  • the switching device according to the invention according to the second exemplary embodiment has only two contact pieces 7, which are brought into engagement with corresponding grooves 4 of the two fixed contacts 2, 3.
  • a so-called leading contact piece 13 is provided in this exemplary embodiment, which serves as a sacrificial contact and when the contacts close first comes into contact with the fixed contacts and when the contacts open is brought out of contact with the fixed contacts last, so that a switching arc that can arise when opening the contacts, always arises between the fixed contacts and the leading contact piece 13.
  • the leading contact pieces 13 protrude beyond the other contact pieces 7 at both ends, as a result of which the risk of the switching arc touching the other contact pieces 7 or jumping over onto them can be significantly reduced.
  • the switching arc can be extinguished using a suitable arc extinguishing device.
  • the contact bridge carrier is made in one piece in the second exemplary embodiment and thus consists only of the cage.
  • the contact link carrier can also be designed in two parts or in several parts in this exemplary embodiment, analogously to the first exemplary embodiment from FIGS.

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Abstract

The invention relates to a switching device comprising a first fixed contact, a second fixed contact and a contact bridge, which can be moved from an open position, along a closing direction, into a closed position and thereby brought into contact with the two fixed contacts, in order to electrically connect the two fixed contacts to one another, wherein the fixed contacts each have grooves running transversely to the closing direction, with the groove sides thereof running at least partially obliquely to the closing direction, such that the groove sides are at an angle other than 90° relative to the closing direction, and wherein the contact bridge is configured in such a way that, with the contact bridge in the closed position, the contact between the fixed contacts and the contact bridge is formed at the obliquely running groove sides. According to the invention, the contact bridge has at least two separate contact elements mounted on a common contact bridge carrier, and each of the separate contact elements can be brought into contact with the groove sides of one of the grooves of the first fixed contact and with the groove sides of one of the grooves of the second fixed contact.

Description

Schaltgerät mit hoher Kurzschlussfestigkeit und niedrigem Übergangswiderstand Switching device with high short-circuit strength and low contact resistance
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. The present invention relates to a switching device according to the preamble of independent claim 1.
Ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 weist einen ersten Festkontakt, einen zweiten Festkontakt, und eine Kontaktbrücke auf, die aus einer geöffneten Position entlang einer Schließrichtung in eine geschlossene Position und dabei mit den beiden Festkontakten in Kontakt bringbar ist, um die beiden Festkontakte elektrisch miteinander zu verbinden, wobei die Festkontakte jeweils quer zur Schließrichtung verlaufende Nuten aufweisen, deren Nutflanken in Bezug auf die Schließrichtung zumindest teilweise schräg verlaufen, sodass die Nutflanken zur Schließrichtung einen Winkel von betragsmäßig ungleich 90° aufweisen, und wobei die Kontaktbrücke derart ausgeführt ist, dass der in der geschlossenen Position der Kontaktbrücke bestehende Kontakt zwischen den Festkontakten und der Kontaktbrücke an den schräg verlaufenden Nutflanken hergestellt wird. A switching device according to the preamble of independent claim 1 has a first fixed contact, a second fixed contact, and a contact bridge, which can be brought from an open position along a closing direction into a closed position and can be brought into contact with the two fixed contacts in order to close the two fixed contacts to be electrically connected to one another, the fixed contacts each having grooves running transversely to the closing direction, the flanks of which run at least partially obliquely in relation to the closing direction, so that the flanks of the groove have an angle of magnitude unequal to 90° with respect to the closing direction, and the contact bridge is designed in such a way that that the existing in the closed position of the contact bridge contact between the fixed contacts and the contact bridge is made on the sloping groove flanks.
Bei elektrischen Schaltgeräten, insbesondere bei Leistungsschaltern, kann das Problem auftreten, dass sich die elektrischen Kontakte unter extremer Last, beispielsweise bei einem Kurzschluss, selbstständig öffnen. Bei manchen Anwendungen ist es notwendig, dass das Schaltgerät im Fehlerfall mit einem Kurzschlussstrom belastet werden kann, der ein Vielfaches des Nennstroms des Schaltgeräts beträgt. Derart hohe Ströme können dazu führen, dass die Kontakte im Inneren des elektrischen Schaltgeräts durch elektromagnetische Kräfte, im Folgenden als Abstoßungskräfte bezeichnet, geöffnet werden, sodass es zu einer Lichtbogenbildung kommt. Durch anschließende Flattereffekte kann es zu einem Verschweißen der Kontakte kommen. In the case of electrical switching devices, in particular in the case of circuit breakers, the problem can arise that the electrical contacts open independently under extreme loads, for example in the event of a short circuit. In some applications it is necessary for the switching device to be able to withstand a short-circuit current in the event of a fault, which is a multiple of the rated current of the switching device. Such high currents can lead to the contacts inside the electrical switching device being opened by electromagnetic forces, referred to below as repulsion forces, so that arcing occurs. Subsequent chattering effects can lead to welding of the contacts.
Ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist aus DE 10 2011 119 306 A1 bekannt. Die weiter oben erwähnten Nuten werden hier durch die Wellen bzw. Wellentäler einer wellenförmigen Oberfläche der Festkontakte gebildet. Die Kontaktbrücke weist ebenfalls eine wellenförmige Oberfläche auf, wobei es nur in schräg zur Schließrichtung stehenden Oberflächenbereichen zu einer Anlage zwischen den Festkontakten und der Kontaktbrücke kommt. Der Vektor der Abstoßungskraft ist dadurch nicht mehr an antiparallel zur Schließrichtung sondern schräg dazu ausgerichtet, wodurch ein Teil der Abstoßungskräfte kompensiert werden kann. Es kommt daher nicht so schnell zu einem Öffnen der Kontakte bzw. die Kurzschlussfestigkeit des Schaltgeräts wird dadurch erhöht. Aus DE 20 2017 006 764 U1 ist ein Relais mit zwei parallel angeordneten Kontaktbrücken bekannt, um die Temperatur an den Kontaktflächen zu verringern. Schräg ausgerichtete Kontaktflächen sind nicht beschrieben. A switching device according to the preamble of independent claim 1 is known from DE 10 2011 119 306 A1. The grooves mentioned above are formed here by the waves or wave troughs of a wave-shaped surface of the fixed contacts. The contact bridge also has a wavy surface, with contact between the fixed contacts and the contact bridge only occurring in surface areas that are at an angle to the closing direction. As a result, the vector of the repulsion force is no longer aligned anti-parallel to the closing direction but rather at an angle to it, which means that part of the repulsion forces can be compensated for. The contacts therefore do not open as quickly and the short-circuit resistance of the switching device is increased as a result. DE 20 2017 006 764 U1 discloses a relay with two contact bridges arranged in parallel in order to reduce the temperature at the contact surfaces. Obliquely aligned contact surfaces are not described.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 derart weiterzubilden und zu verbessern, dass die Kurzschlussfestigkeit und die Zuverlässigkeit des Schaltgeräts weiter erhöht werden. The object of the present invention is to further develop and improve the switching device according to the preamble of independent claim 1 in such a way that the short-circuit strength and the reliability of the switching device are further increased.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einem Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn die Kontaktbrücke mindestens zwei separate, an einem gemeinsamen Kontaktbrückenträger gelagerte Kontaktstücke aufweist, wobei jedes der separaten Kontaktstücke jeweils mit den Nutflanken einer der Nuten des ersten Festkontakts und mit den Nutflanken einer der Nuten des zweiten Festkontakts in Kontakt bringbar ist. The object is achieved by the features of independent claim 1. Accordingly, in the case of a switching device according to the preamble of independent claim 1, the object is achieved according to the invention if the contact bridge has at least two separate contact pieces mounted on a common contact bridge carrier, with each of the separate contact pieces can be brought into contact with the groove flanks of one of the grooves of the first fixed contact and with the groove flanks of one of the grooves of the second fixed contact.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Kurzschlussfestigkeit des Schaltgeräts weiter erhöht. Ferner können die separaten Kontaktstücke, die streng genommen jeweils für sich eine separate Kontaktbrücke bilden, besonders gut und zuverlässig mit den Festkontakten zur Anlage gebracht werden. Dadurch und durch die höhere Anzahl an Kontaktpunkten verringert sich auch der Übergangswiderstand. The short-circuit strength of the switching device is further increased by the solution according to the invention. Furthermore, the separate contact pieces, which strictly speaking each form a separate contact bridge, can be brought into contact particularly well and reliably with the fixed contacts. As a result of this and the higher number of contact points, the contact resistance is also reduced.
Die Kontaktstücke sind voneinander beabstandet an dem Kontaktbrückenträger gelagert und berühren sich gegenseitig nicht. In der geschlossenen Position der Kontaktbrücke verbinden jedoch alle Kontaktstücke die beiden Festkontakte. The contact pieces are mounted on the contact bridge carrier at a distance from one another and do not touch one another. In the closed position of the contact bridge, however, all contact pieces connect the two fixed contacts.
Sowohl die Nutflanken einer Nut als auch die damit in Kontakt bringbaren Kontaktstücke der Kontaktbrücke sind jeweils in Bezug auf eine Mittelebene, die parallel zur Schließrichtung ausgerichtete ist, vorzugsweise spiegelsymmetrisch ausgeführt, sodass sich die in 90° zur Schließrichtung wirkenden Komponenten der elektromagnetischen Abstoßungskräfte an den beiden gegenüberliegenden Nutflanken gegenseitig aufheben. Both the groove flanks of a groove and the contact pieces of the contact bridge that can be brought into contact with it are each preferably mirror-symmetrical with respect to a central plane that is aligned parallel to the closing direction, so that the components of the electromagnetic repulsion forces acting at 90° to the closing direction act on the two opposing groove flanks cancel each other out.
Eine Nut im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch ein Schlitz, also eine Nut mit offenem Nutgrund sein. A groove within the meaning of the present invention can also be a slot, ie a groove with an open groove base.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the present invention are the subject matter of the dependent claims.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktstücke der Kontaktbrücke derart mit Spiel in dem Kontaktbrückenträger aufgenommen sind, dass jedes der Kontaktstücke optimal mit den Nutflanken der jeweils zugehörigen Nuten in Kontakt bringbar ist. In a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the contact pieces of the contact bridge are accommodated in the contact bridge carrier with play are that each of the contact pieces can be optimally brought into contact with the flanks of the respectively associated grooves.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktbrückenträger eine mit einem Antrieb des Schaltgeräts verbundene Basis und einen in Schließrichtung verschieblich an der Basis gelagerten Käfig aufweist, in welchem die Kontaktstücke aufgenommen sind, wobei jedem der Kontaktstücke vorzugsweise eine zwischen dem jeweiligen Kontaktstück und der Basis wirkende Kontaktdruckfeder zugeordnet ist. Diese Ausführungsform trägt zu einer zuverlässigen Kontaktierung und einem einheitlichen Anpressdruck bei. According to a further particularly preferred embodiment of the present invention, it is provided that the contact bridge carrier has a base connected to a drive of the switching device and a cage which is mounted on the base and can be displaced in the closing direction and in which the contact pieces are accommodated, with each of the contact pieces preferably having one between the respective contact piece and the base acting contact pressure spring is assigned. This embodiment contributes to reliable contacting and a uniform contact pressure.
Die Basis des Kontaktbrückenträger befindet sich etwas weiter entfernt von den Festkontakten als der Käfig und ist vorzugsweise fest mit dem Anker eines elektromagnetischen Antriebs des Schaltgeräts verbunden. Vorzugsweise sind die Kontaktstücke in einem mittleren Abschnitt mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgeführt, um einen optimalen Halt der Kontaktstücke im Käfig zu gewährleisten. Ein „im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der rechteckige Querschnitt an den Ecken Übergangsradien aufweisen kann. The base of the contact bridge carrier is located somewhat further away from the fixed contacts than the cage and is preferably firmly connected to the armature of an electromagnetic drive of the switching device. The contact pieces are preferably designed with a substantially rectangular cross-section in a middle section in order to ensure that the contact pieces are optimally held in the cage. A “substantially rectangular cross section” in this context means that the rectangular cross section can have transition radii at the corners.
Der Käfig des Kontaktbrückenträgers besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material. The cage of the contact bridge carrier is preferably made of an electrically insulating material.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktstücke parallel zueinander ausgerichtet sind und vorzugsweise eine einheitliche Länge aufweisen. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht. Zudem reduziert sich der Fertigungsaufwand, da die Kontaktstücke lediglich in einer einzigen Form gefertigt werden müssen. Die Nuten der Festkontakte verlaufen bei dieser Ausführungsform selbstverständlich auch parallel zueinander. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the contact pieces are aligned parallel to one another and preferably have a uniform length. This achieves a compact design. In addition, the manufacturing effort is reduced since the contact pieces only have to be manufactured in a single mold. In this embodiment, the grooves of the fixed contacts naturally also run parallel to one another.
Weiter vorzugsweise haben die Kontaktstücke in einer Richtung, die parallel zu deren Längser- streckung verläuft und durch die Verbindungsrichtung zwischen den beiden Festkontakten definiert wird, vorzugsweise alle dieselbe axiale Position. Auch diese Ausführungsform trägt zu einer kompakten Bauweise bei. More preferably, the contact pieces preferably all have the same axial position in a direction that runs parallel to their longitudinal extension and is defined by the connection direction between the two fixed contacts. This embodiment also contributes to a compact design.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktstücke zumindest in einem Kontaktbereich, in dem sie mit den Nutflanken der zugehörigen Nuten der Festkontakte in Kontakt gebracht werden, zylindrisch ausgeführt sind. Dadurch wird ein definierter Punkt- bzw. Linienkontakt mit den Nutflanken der Nuten der Festkontakte erreicht. Durch die einfache Formgebung ergeben sich auch Kostenvorteile bei der Fertigung. According to a further particularly preferred embodiment of the present invention, it is provided that the contact pieces are of cylindrical design at least in a contact area in which they are brought into contact with the flanks of the associated grooves of the fixed contacts. This creates a defined point or line contact with the flanks of the groove grooves of the fixed contacts reached. The simple shape also results in cost advantages in production.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktbrücke genau drei separate Kontaktstücke aufweist. Diese Ausführungsform hat sich als besonders vorteilhaft in Bezug auf eine kompakte Bauweise herausgestellt. According to a further particularly preferred embodiment of the present invention, it is provided that the contact bridge has precisely three separate contact pieces. This embodiment has turned out to be particularly advantageous with regard to a compact design.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Nuten der Festkontakte v-förmig ausgeführt. Auch diese Ausführungsform trägt zu einer präzisen Kontaktierung bei und bietet aufgrund der einfachen Formgebung darüber hinaus ebenfalls Kostenvorteile bei der Fertigung. According to a further preferred embodiment of the present invention, the grooves of the fixed contacts are v-shaped. This embodiment also contributes to precise contacting and also offers cost advantages in production due to the simple shape.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Nutflanken zur Schließrichtung einen Winkel von betragsmäßig zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 35° bis 50°, besonders bevorzugt 40±3° aufweisen. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein hoher Anteil der im Kurzschlussfall auftretenden Abstoßungskräfte kompensiert wird bzw. nicht entgegen der Schließrichtung wirkt, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Funktion und insbesondere Kontaktierung gewährleistet bleibt. Zudem hält sich der Verschleiß der Kontakte bei dieser Ausführungsform in Grenzen. Der Winkel zur Schließrichtung ist vorzugsweise derselbe wie der Winkel zur Symmetrieachse der Nut. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the groove flanks have an angle of between 30° and 60°, preferably 35° to 50°, particularly preferably 40±3°, to the closing direction. This embodiment offers the advantage that a high proportion of the repulsive forces that occur in the event of a short circuit are compensated for or do not act against the closing direction, with reliable functioning and, in particular, contacting being ensured at the same time. In addition, the wear on the contacts is limited in this embodiment. The angle to the closing direction is preferably the same as the angle to the axis of symmetry of the groove.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nuten in die Festkontakte eingefräst sind. Dadurch ergibt sich eine einfache und kostengünstige Fertigung. Die können, ebenso wie die Kontaktstücke, vorzugsweise aus Kupfer gefertigt sein. An dieser Stelle soll nochmals darauf hingewiesen werden, dass eine Nut im Sinne der vorliegenden Erfindung auch ein Schlitz, also eine Nut mit offenem Nutgrund sein kann. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the grooves are milled into the fixed contacts. This results in a simple and inexpensive production. Like the contact pieces, they can preferably be made of copper. At this point it should be pointed out again that a groove in the sense of the present invention can also be a slot, ie a groove with an open groove base.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass am Kontaktbrückenträger ein als Opferkontakt dienendes voreilendes Kontaktstück gelagert ist, das beim Schließen der Kontakte zuerst mit den Festkontakten in Kontakt kommt und beim Öffnen der Kontakte zuletzt außer Kontakt mit den Festkontakten gebracht wird, sodass ein Schaltlichtbogen, der beim Öffnen der Kontakte entstehen kann, stets zwischen den Festkontakten und dem voreilenden Kontaktstück entsteht. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that a leading contact piece serving as a sacrificial contact is mounted on the contact bridge carrier, which first comes into contact with the fixed contacts when the contacts close and is brought out of contact with the fixed contacts last when the contacts open, so that a switching arc, which can occur when the contacts open, always occurs between the fixed contacts and the leading contact piece.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die eigentlichen Kontaktstücke wenig Verschleiß erfahren, da der Schaltlichtbogen stets an dem voreilenden Kontaktstück entsteht und mittels einer geeigneten Lichtbogenlöscheinrichtung ohne negative Beeinflussung der übrigen Kontaktstücke zum Erlöschen gebracht werden kann. This embodiment offers the advantage that the actual contact pieces experience little wear, since the switching arc always occurs at the leading contact piece and can be extinguished by means of a suitable arc extinguishing device without negatively influencing the other contact pieces.
Dies wird insbesondere dann erreicht, wenn das voreilende Kontaktstück an beiden Enden über die weiteren Kontaktstücke hinaussteht, so dass die Gefahr, dass der Schaltlichtbogen die übrigen Kontaktstücke tangiert oder auf diese überspringt, erheblich reduziert werden kann. This is achieved in particular when the leading contact piece protrudes beyond the other contact pieces at both ends, so that the risk of the switching arc touching the other contact pieces or jumping over to them can be significantly reduced.
Das voreilende Kontaktstück kann alternativ oder zusätzlich räumlich vollständig von den übrigen Kontaktstücken getrennt angeordnet sein, beispielsweise auf einer in Schließrichtung betrachtet von der Ebene der Kontaktstücke beabstandeten Ebene, die durch entsprechende Wände eines Gehäuses des Schaltgeräts von der Ebene der Kontaktstücke getrennt ist. The leading contact piece can alternatively or additionally be arranged spatially completely separated from the other contact pieces, for example on a plane spaced apart from the plane of the contact pieces when viewed in the closing direction, which plane is separated from the plane of the contact pieces by corresponding walls of a housing of the switching device.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das voreilende Kontaktstück am Kontaktbrückenträger mittig zwischen zwei weiteren Kontaktstücken angeordnet ist. Auch diese Ausführungsform trägt zu einer kompakten und einfachen Bauweise bei. Furthermore, it can advantageously be provided that the leading contact piece is arranged on the contact bridge carrier in the middle between two further contact pieces. This embodiment also contributes to a compact and simple design.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltgerät einen magnetischen Rückschluss in Form eines Jochs aus ferromagnetischem Material aufweist, wobei das Joch einen u-förmigen und feststehenden ersten Teil, der die Kontaktstücke auf einer Seite umgibt, sowie einen beweglichen zweiten Teil aufweist, der sich auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Kontaktstücke befindet und Bestandteil des Kontaktbrückenträgers ist, wobei das Joch quer zur Längserstreckung der Kontaktstücke ausgerichtet ist und sich zwischen den beiden Festkontakten befindet, und wobei zwischen dem u- förmigen ersten Teil und dem zweiten Teil an deren beiden Enden jeweils ein Luftspalt besteht. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the switching device has a magnetic return in the form of a yoke made of ferromagnetic material, the yoke having a U-shaped and fixed first part, which surrounds the contact pieces on one side, and a movable second part Part which is located on the opposite side of the contact pieces and is part of the contact bridge carrier, wherein the yoke is aligned transversely to the longitudinal extension of the contact pieces and is located between the two fixed contacts, and between the U-shaped first part and the second part there is an air gap at both ends.
Im Falle eines Kurzschlussstroms werden im Luftspalt zwischen den beiden Teilen des Jochs aufgrund elektromagnetischer Effekte Schließkräfte erzeugt. Diese Ausführungsform bietet demnach eine weitere Erhöhung der Kurzschlussfestigkeit. Der zweite Teil ist vorzugsweise Bestandteil des Käfigs. Weiter vorzugsweise liegt der zweite Teil an den Kontaktstücken an. In the event of a short-circuit current, closing forces are generated in the air gap between the two parts of the yoke due to electromagnetic effects. Accordingly, this embodiment offers a further increase in short-circuit strength. The second part is preferably part of the cage. More preferably, the second part rests against the contact pieces.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltgerät einen elektromagnetischen Antrieb für die Kontaktbrücke aufweist. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the switching device has an electromagnetic drive for the contact bridge.
Die Erfindung eignet sich besonders dann, wenn das Schaltgerät als Leistungsschaltgerät ausgeführt ist. The invention is particularly suitable when the switching device is designed as a power switching device.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show it:
Figur 1 : ein erfindungsgemäßes Schaltgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Draufsicht, Figure 1: a switching device according to the invention according to a first embodiment in a perspective top view,
Figur 2: das erfindungsgemäße Schaltgerät aus Figur 1 in einer perspektivischen Unteransicht, FIG. 2: the switching device according to the invention from FIG. 1 in a perspective view from below,
Figur 3: das erfindungsgemäße Schaltgerät aus den Figuren 1 und 2 in einer Vorderansicht, FIG. 3: the switching device according to the invention from FIGS. 1 and 2 in a front view,
Figur 4: das erfindungsgemäße Schaltgerät aus den Figuren 1 bis 3 in einer Seitenansicht, FIG. 4: the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 3 in a side view,
Figur 5: einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Schaltgerät aus den Figuren 1 bis 4 entlang der in Figur 3 eingezeichneten Schnittlinie V, FIG. 5: a cross section through the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 4 along section line V drawn in FIG. 3,
Figur 6: einen Querschnitt durch den zweiten Festkontakt und die beweglichen Kontaktstücke des erfindungsgemäßen Schaltgeräts aus den Figuren 1 bis 5 entlang der in Figur 3 eingezeichneten Schnittlinie VI, 6 shows a cross section through the second fixed contact and the movable contact pieces of the switching device according to the invention from FIGS. 1 to 5 along section line VI drawn in FIG. 3,
Figur 7: die Darstellung aus Figur 6 in geschlossener Position der Kontaktbrücke, FIG. 7: the representation from FIG. 6 in the closed position of the contact bridge,
Figur 8: ein erfindungsgemäßes Schaltgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Draufsicht, Figure 8: a switching device according to the invention according to a second embodiment in a perspective top view,
Figur 9: das erfindungsgemäße Schaltgerät aus Figur 8 in einer perspektivischen Unteransicht, FIG. 9: the switching device according to the invention from FIG. 8 in a perspective view from below,
Figur 10: das erfindungsgemäße Schaltgerät aus den Figuren 8 und 9 in einer Vorderansicht, FIG. 10: the switching device according to the invention from FIGS. 8 and 9 in a front view,
Figur 11 : das erfindungsgemäße Schaltgerät aus den Figuren 8 bis 10 in einer Seitenansicht, und FIG. 11: the switching device according to the invention from FIGS. 8 to 10 in a side view, and
Figur 12: einen Querschnitt durch den zweiten Festkontakt und die beweglichen Kontaktstücke des erfindungsgemäßen Schaltgeräts aus den Figuren 8 bis 11 entlang der in Figur 10 eingezeichneten Schnittlinie XII. FIG. 12 shows a cross section through the second fixed contact and the movable contact pieces of the switching device according to the invention from FIGS. 8 to 11 along section line XII drawn in FIG.
Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Figur Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Die Figuren 1 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 . Das Schaltgerät 1 weist einen ersten Festkontakt 2, einen zweiten Festkontakt 3 sowie eine Kontaktbrücke auf, die aus einer geöffneten Position mittels eines elektromagnetischen Antriebs 8 entlang einer Schließrichtung 6, die der Achse der Ankerstange 9 des elektromagnetischen Antriebs 8 entspricht bzw. parallel zu dieser verläuft und in Figur 6 mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist, entgegen der Federkraft zweier Rückstellfedern 17 in eine geschlossene Position überführbar ist und dabei mit den beiden Festkontakten 2, 3 in Kontakt gebracht wird, um diese elektrisch miteinander zu verbinden. For the following explanations, the same parts are denoted by the same reference symbols. If a figure contains reference symbols that are not discussed in more detail in the associated description of the figures, reference is made to the preceding or following descriptions of the figures. Figures 1 to 7 show a first embodiment of a switching device 1 according to the invention. The switching device 1 has a first fixed contact 2, a second fixed contact 3 and a contact bridge, which runs from an open position by means of an electromagnetic drive 8 along a closing direction 6, which corresponds to the axis of the armature rod 9 of the electromagnetic drive 8 or parallel to it and is denoted by the reference numeral 6 in FIG. 6, can be moved into a closed position against the spring force of two return springs 17 and is thereby brought into contact with the two fixed contacts 2, 3 in order to electrically connect them to one another.
Bei dem in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kontaktbrücke durch drei separate, an einem gemeinsamen Kontaktbrückenträger gelagerte Kontaktstücke 7 gebildet. Wie aus den Figuren 1 bis 4 hervorgeht, sind die Kontaktstücke 7 parallel zueinander ausgerichtet und weisen eine einheitliche Länge auf. Sie sind mit Spiel in dem Kontaktbrückenträger aufgenommen. Dieser besteht aus einer mit der Ankerstange 9 des elektromagnetischen Antriebs 8 fest verbundenen Basis 10 und einem in Schließrichtung verschieblich an der Basis 10 gelagerten Käfig 11 , in welchem die Kontaktstücke 7 aufgenommen sind. In der teilweise geschnittenen Ansicht aus Figur 5 ist zu erkennen, dass jedem der Kontaktstücke 7 eine zwischen dem jeweiligen Kontaktstück 7 und der Basis 10 wirkende Kontaktdruckfeder 12 zugeordnet ist. Streng genommen stellt somit jedes Kontaktstück 7 für sich eine eigene Kontaktbrücke dar, wobei durch die zugehörige Kontaktdruckfeder 12 sichergestellt wird, dass alle drei Kontaktstücke 7 bei geschlossener Position der Kontaktbrücke gleichmäßig gegen die beiden Festkontakte gepresst wird und sich die Kontaktstücke 7 entsprechend ausrichten können. In the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 7, the contact bridge is formed by three separate contact pieces 7 mounted on a common contact bridge carrier. As can be seen from FIGS. 1 to 4, the contact pieces 7 are aligned parallel to one another and have a uniform length. They are included with play in the contact bridge carrier. This consists of a base 10 firmly connected to the armature rod 9 of the electromagnetic drive 8 and a cage 11 which is mounted on the base 10 and can be displaced in the closing direction and in which the contact pieces 7 are accommodated. In the partially sectioned view from FIG. 5 it can be seen that each of the contact pieces 7 is assigned a contact pressure spring 12 acting between the respective contact piece 7 and the base 10 . Strictly speaking, each contact piece 7 represents its own contact bridge, with the associated contact pressure spring 12 ensuring that all three contact pieces 7 are pressed evenly against the two fixed contacts when the contact bridge is in the closed position and the contact pieces 7 can align themselves accordingly.
Figur 5 zeigt auch, dass die Kontaktstücke 7 in der Mitte einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wodurch sie sicher im Käfig 11 positioniert und gehalten sind. An den Enden sind die Kontaktstücke 7 zylindrisch ausgeführt. Beim Schließen der Kontakte werden die zylindrischen Abschnitte der Kontaktstücke 7 mit v-förmigen Nuten 4 der beiden Festkontakte 2, 3 zur Anlage gebracht. Die Nuten 4 sind am besten in Figur 6 zu erkennen, die einen Schnitt durch den zweiten Festkontakt 3 und die beweglichen Kontaktstücke 7 bei geöffneter Position der Kontaktbrücke zeigt. Die v-förmigen Nuten 4 weisen jeweils zwei gegenüberliegende Nutflanken 5 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Schließrichtung 6 einen Winkel a von betragsmäßig etwa 40° aufweisen und damit schräg zur Schließrichtung 6 ausgerichtet sind. Die Nuten 4 sind als Schlitze, das bedeutet als Nuten mit offenem Nutgrund, in die Festkontakte eingefräst. FIG. 5 also shows that the contact pieces 7 have a substantially rectangular cross-section in the middle, as a result of which they are securely positioned and held in the cage 11. At the ends, the contact pieces 7 are cylindrical. When the contacts are closed, the cylindrical sections of the contact pieces 7 are brought into contact with v-shaped grooves 4 of the two fixed contacts 2, 3. The grooves 4 can best be seen in FIG. 6, which shows a section through the second fixed contact 3 and the movable contact pieces 7 when the contact bridge is in the open position. The v-shaped grooves 4 each have two opposing groove flanks 5 which, in the exemplary embodiment shown, have an angle a of approximately 40° relative to the closing direction 6 and are therefore aligned obliquely to the closing direction 6 . The grooves 4 are milled into the fixed contacts as slots, ie as grooves with an open groove bottom.
Figur 7 zeigt denselben Schnitt wie Figur 6, allerdings bei geschlossener Position der Kontaktbrücke. Wie in der Figur gezeigt ist, wird jedes der Kontaktstücke 7 in zwei Kontaktpunkten bzw. Kontaktlinien mit den gegenüberliegenden Nutflanken 5 in Kontakt gebracht. Bei einem Kurzschlussstrom werden aufgrund elektromagnetischer Effekte Abstoßungskräfte erzeugt. Der Kraftvektor dieser Abstoßungskräfte ist dabei jeweils senkrecht zur entsprechenden Nutflanke ausgerichtet. Die schräge Ausrichtung der Nutflanken bewirkt somit, dass der Kraftvektor stets eine senkrecht zur Schließ- bzw. Öffnungsrichtung wirkende Komponente aufweist, wodurch die Kraft, welche eine Öffnung der Kontakte bewirken könnte, insgesamt verringert wird. Aufgrund der Symmetrie der Nuten 4 und der zugehörigen Kontaktstücke 7 heben sich die quer zur Schließrichtung wirkenden Komponenten der Abstoßungskräfte an jeweils zwei gegenüberliegenden Nutflanken 5 gegenseitig auf. FIG. 7 shows the same section as FIG. 6, but with the contact bridge in the closed position. As shown in the figure, each of the contact pieces 7 is divided into two contact points or Lines of contact brought into contact with the opposite flanks 5 of the groove. In the event of a short-circuit current, repulsive forces are generated due to electromagnetic effects. The force vector of these repulsive forces is in each case aligned perpendicularly to the corresponding groove flank. The oblique alignment of the groove flanks thus causes the force vector to always have a component acting perpendicularly to the closing or opening direction, as a result of which the force which could cause the contacts to open is reduced overall. Due to the symmetry of the grooves 4 and the associated contact pieces 7, the components of the repulsion forces acting transversely to the closing direction cancel each other out on two opposing groove flanks 5.
Um die Kurzschlussfestigkeit weiter zu erhöhen, ist ein magnetischer Rückschluss in Form eines Jochs aus ferromagnetischen Material vorgesehen. Das Joch weist einen u-förmigen und feststehenden ersten Teil 14, der die Kontaktstücke 7 auf der oberen Seite umgibt, sowie einen beweglichen zweiten Teil 15 auf, der sich auf der dazu gegenüberliegenden unteren Seite der Kontaktstücke 7 befindet und Bestandteil des Kontaktbrückenträgers bzw. dessen Käfigs ist. Wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, besteht zwischen dem u-förmigen ersten Teil 14 und dem zweiten Teil 15 an deren beiden Enden jeweils ein Luftspalt 16. Im Falle eines Kurzschlussstroms werden in diesem Luftspalt 16 zwischen den beiden Teilen des Jochs aufgrund elektromagnetischer Effekte Schließkräfte erzeugt. In order to further increase the short-circuit resistance, a magnetic return path in the form of a yoke made of ferromagnetic material is provided. The yoke has a U-shaped and fixed first part 14, which surrounds the contact pieces 7 on the upper side, and a movable second part 15, which is located on the opposite lower side of the contact pieces 7 and is part of the contact bridge carrier or its cage is. As shown in particular in Figures 2 and 3, there is an air gap 16 between the U-shaped first part 14 and the second part 15 at both of their ends electromagnetic effects generated closing forces.
Die Figuren 8 bis 12 zeigen analog zu den Figuren 1 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 7 erläutert. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 7 verfügt das erfindungsgemäße Schaltgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nur über zwei Kontaktstücke 7, die mit entsprechenden Nuten 4 der beiden Festkontakte 2, 3 in Eingriff gebracht werden. Anstatt des mittleren Kontaktstücks ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein sogenanntes voreilendes Kontaktstücke 13 vorgesehen, dass als Opferkontakt dient und beim Schließen der Kontakte zuallererst mit den Festkontakten in Kontakt kommt und beim Öffnen der Kontakte zuletzt außer Kontakt mit den Festkontakten gebracht wird, sodass ein Schaltlichtbogen, der beim Öffnen der Kontakte entstehen kann, stets zwischen den Festkontakten und dem voreilenden Kontaktstück 13 entsteht. Wie insbesondere aus Figur 10 hervorgeht, steht das voreilende Kontaktstücke 13 an beiden Enden über die weiteren Kontaktstücke 7 hinaus, wodurch die Gefahr, dass der Schaltlichtbogen die übrigen Kontaktstücke 7 tangiert oder auf diese überspringt, erheblich reduziert werden kann. Der Schaltlichtbogen kann mittels einer geeigneten Lichtbogenlöscheinrichtung zum Erlöschen gebracht werden. An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, dass die Abbildungen zum Teil schematischer Natur sind. Diverse Elemente wie beispielsweise Rückstellfedern oder Kontaktdruckfedern sind nicht dargestellt. In der dargestellten Form ist der Kontaktbrückenträger bei dem zweiten Ausführungsbeispiel einteilig ausgeführt und besteht dadurch lediglich aus dem Käfig. Selbstver- ständlich kann der Kontaktbrückenträger auch bei diesem Ausführungsbeispiel analog zum ersten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 7 zweiteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Analogously to FIGS. 1 to 7, FIGS. 8 to 12 show a second exemplary embodiment of a switching device 1 according to the invention. Only the differences from the exemplary embodiment from FIGS. 1 to 7 are explained below. In contrast to the exemplary embodiment from FIGS. 1 to 7, the switching device according to the invention according to the second exemplary embodiment has only two contact pieces 7, which are brought into engagement with corresponding grooves 4 of the two fixed contacts 2, 3. Instead of the middle contact piece, a so-called leading contact piece 13 is provided in this exemplary embodiment, which serves as a sacrificial contact and when the contacts close first comes into contact with the fixed contacts and when the contacts open is brought out of contact with the fixed contacts last, so that a switching arc that can arise when opening the contacts, always arises between the fixed contacts and the leading contact piece 13. As can be seen in particular from FIG. 10, the leading contact pieces 13 protrude beyond the other contact pieces 7 at both ends, as a result of which the risk of the switching arc touching the other contact pieces 7 or jumping over onto them can be significantly reduced. The switching arc can be extinguished using a suitable arc extinguishing device. At this point it should be pointed out that some of the illustrations are of a schematic nature. Various elements such as return springs or contact pressure springs are not shown. In the form shown, the contact bridge carrier is made in one piece in the second exemplary embodiment and thus consists only of the cage. Of course, the contact link carrier can also be designed in two parts or in several parts in this exemplary embodiment, analogously to the first exemplary embodiment from FIGS.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Schaltgerät 1 switching device
2 erster Festkontakt 2 first fixed contact
3 zweiter Festkontakt 3 second fixed contact
4 Nut 4 slots
5 Nutflanke 5 groove side
6 Schließrichtung/Ankerstangenachse6 closing direction/anchor rod axis
7 Kontaktstück 7 contact piece
8 elektromagnetischer Antrieb 8 electromagnetic drive
9 Ankerstange 9 anchor rod
10 Basis des Kontaktbrückenträgers10 Base of the contact bridge carrier
11 Käfig des Kontaktbrückenträgers11 Contact bridge carrier cage
12 Kontaktdruckfeder 12 contact pressure spring
13 voreilendes Kontaktstück 13 leading contact piece
14 erster Teil eines Jochs 14 first part of a yoke
15 zweiter T eil eines Jochs 15 second part of a yoke
16 Luftspalt 16 air gap
17 Feder a Winkel 17 spring a bracket

Claims

Ansprüche Expectations
1. Schaltgerät (1) mit einem ersten Festkontakt (2), einem zweiten Festkontakt (3), und mit einer Kontaktbrücke, die aus einer geöffneten Position entlang einer Schließrichtung (6) in eine geschlossene Position und dabei mit den beiden Festkontakten (2, 3) in Kontakt bringbar ist, um die beiden Festkontakte (2, 3) elektrisch miteinander zu verbinden, wobei die Festkontakte jeweils quer zur Schließrichtung (6) verlaufende Nuten (4) aufweisen, deren Nutflanken (5) in Bezug auf die Schließrichtung (6) zumindest teilweise schräg verlaufen, sodass die Nutflanken (5) zur Schließrichtung (6) einen Winkel (a) von betragsmäßig ungleich 90° aufweisen, und wobei die Kontaktbrücke derart ausgeführt ist, dass der in der geschlossenen Position der Kontaktbrücke bestehende Kontakt zwischen den Festkontakten (2, 3) und der Kontaktbrücke an den schräg verlaufenden Nutflanken (5) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke mindestens zwei separate, an einem gemeinsamen Kontaktbrückenträger gelagerte Kontaktstücke (7) aufweist, wobei jedes der separaten Kontaktstücke (7) jeweils mit den Nutflanken (5) einer der Nuten (4) des ersten Festkontakts (2) und mit den Nutflanken (5) einer der Nuten (4) des zweiten Festkontakts (3) in Kontakt bringbar ist. 1. Switching device (1) with a first fixed contact (2), a second fixed contact (3), and with a contact bridge which moves from an open position along a closing direction (6) into a closed position and thereby with the two fixed contacts (2, 3) can be brought into contact in order to electrically connect the two fixed contacts (2, 3) to one another, with the fixed contacts each having grooves (4) running transversely to the closing direction (6), the groove flanks (5) of which are inclined in relation to the closing direction (6 ) run at least partially obliquely, so that the flanks (5) of the groove have an angle (a) to the closing direction (6) of a value not equal to 90°, and the contact bridge is designed in such a way that the contact existing in the closed position of the contact bridge is between the fixed contacts (2, 3) and the contact bridge is produced on the sloping groove flanks (5), characterized in that the contact bridge has at least two separate contact bridges on a common contact bridge Contact pieces (7) mounted on the carrier, each of the separate contact pieces (7) having the groove flanks (5) of one of the grooves (4) of the first fixed contact (2) and the groove flanks (5) of one of the grooves (4) of the second Fixed contact (3) can be brought into contact.
2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (7) der Kontaktbrücke derart mit Spiel in dem Kontaktbrückenträger aufgenommen sind, dass jedes der Kontaktstücke (7) optimal mit den Nutflanken (5) der jeweils zugehörigen Nuten (4) in Kontakt bringbar ist. 2. Switching device (1) according to Claim 1, characterized in that the contact pieces (7) of the contact bridge are accommodated in the contact bridge carrier with play in such a way that each of the contact pieces (7) optimally engages with the groove flanks (5) of the respective associated grooves (4th ) can be brought into contact.
3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbrückenträger eine mit einem Antrieb (8) des Schaltgeräts (1) verbundene Basis (10) und einen in Schließrichtung (6) verschieblich an der Basis gelagerten Käfig (11) aufweist, in welchem die Kontaktstücke (7) aufgenommen sind, wobei jedem der Kontaktstücke (7) vorzugsweise eine zwischen dem jeweiligen Kontaktstück (7) und der Basis (10) wirkende Kontaktdruckfeder (12) zugeordnet ist. 3. Switching device (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the contact bridge carrier has a base (10) connected to a drive (8) of the switching device (1) and a cage (11 ) in which the contact pieces (7) are accommodated, each of the contact pieces (7) preferably being assigned a contact pressure spring (12) acting between the respective contact piece (7) and the base (10).
4. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (7) parallel zueinander ausgerichtet sind und vorzugsweise eine einheitliche Länge aufweisen. 4. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the contact pieces (7) are aligned parallel to one another and preferably have a uniform length.
5. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (7) zumindest in einem Kontaktbereich, in dem sie mit den Nutflanken (5) der zugehörigen Nuten (4) der Festkontakte (2, 3) in Kontakt gebracht werden, zylindrisch ausgeführt sind. 5. Switching device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact pieces (7) at least in a contact area in which they are connected to the groove flanks (5) of the associated grooves (4) of the fixed contacts (2, 3) are brought into contact, are designed cylindrical.
6. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke genau drei separate Kontaktstücke (7) aufweist. 6. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the contact bridge has exactly three separate contact pieces (7).
7. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (4) der Festkontakte (2, 3) v-förmig ausgeführt sind. 7. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the grooves (4) of the fixed contacts (2, 3) are designed in a V-shape.
8. Schaltgerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutflanken (5) zur Schließrichtung (6) einen Winkel (a) von betragsmäßig zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 35° bis 50°, besonders bevorzugt 40±3° aufweisen. 8. Switching device (1) according to claim 7, characterized in that the groove flanks (5) to the closing direction (6) have an angle (a) of between 30° and 60°, preferably 35° to 50°, particularly preferably 40±3 ° have.
9. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (4) in die Festkontakte (2, 3) eingefräst sind. 9. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the grooves (4) are milled into the fixed contacts (2, 3).
10. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbrückenträger ein als Opferkontakt dienendes voreilendes Kontaktstück (13) gelagert ist, das beim Schließen der Kontakte zuerst mit den Festkontakten (2, 3) in Kontakt kommt und beim Öffnen der Kontakte zuletzt außer Kontakt mit den Festkontakten (2, 3) gebracht wird, sodass ein Schaltlichtbogen, der beim Öffnen der Kontakte entstehen kann, stets zwischen den Festkontakten (2, 3) und dem voreilenden Kontaktstück (13) entsteht. 10. Switching device (1) according to one of Claims 1 to 9, characterized in that a leading contact piece (13) serving as a sacrificial contact is mounted on the contact bridge carrier, which first comes into contact with the fixed contacts (2, 3) when the contacts are closed and when the contacts open, it is finally brought out of contact with the fixed contacts (2, 3), so that a switching arc, which can occur when the contacts open, always occurs between the fixed contacts (2, 3) and the leading contact piece (13).
11. Schaltgerät (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das voreilende Kontaktstück (13) an beiden Enden über die weiteren Kontaktstücke (7) hinaussteht. 11. Switching device (1) according to claim 10, characterized in that the leading contact piece (13) projects beyond the further contact pieces (7) at both ends.
12. Schaltgerät (1) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das voreilende Kontaktstück (13) am Kontaktbrückenträger mittig zwischen zwei weiteren Kontaktstücken (7) angeordnet ist. 12. Switching device (1) according to claim 10 or 11, characterized in that the leading contact piece (13) is arranged on the contact bridge carrier centrally between two further contact pieces (7).
13. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät einen magnetischen Rückschluss in Form eines Jochs aus ferromagnetischem Material aufweist, wobei das Joch einen u-förmigen und feststehenden ersten Teil (14), der die Kontaktstücke (7) auf einer Seite umgibt, sowie einen beweglichen zweiten Teil (15) aufweist, der sich auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Kontaktstücke (7) befindet und Bestandteil des Kontaktbrückenträgers ist, wobei das Joch quer zur Längserstreckung der Kontaktstücke ausgerichtet ist und sich zwischen den beiden Festkontakten (2, 3) befindet, und wobei zwischen dem u-förmigen ersten Teil (14) und dem zweiten Teil (15) an deren beiden Enden jeweils ein Luftspalt (16) besteht. 13. Switching device (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the switching device has a magnetic yoke in the form of a yoke made of ferromagnetic material, the yoke having a U-shaped and fixed first part (14) which contains the contact pieces (7) surrounds on one side, and has a movable second part (15) which is located on the opposite side of the contact pieces (7) and is part of the contact bridge carrier, the yoke being aligned transversely to the longitudinal extent of the contact pieces and between between the two fixed contacts (2, 3), and wherein there is an air gap (16) between the U-shaped first part (14) and the second part (15) at both ends.
14. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (1) einen elektromagnetischen Antrieb (8) für die Kontaktbrücke aufweist. 14. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the switching device (1) has an electromagnetic drive (8) for the contact bridge.
15. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (1) als Leistungsschaltgerät ausgeführt ist. 15. Switching device (1) according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the switching device (1) is designed as a power switching device.
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