DE2012452A1

DE2012452A1 - Elektrischer Schalter mit einem festen und einem beweglichen Kontakt

Info

Publication number: DE2012452A1
Application number: DE19702012452
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fabriek van Electrische Apparaten NV
Current assignee: Fabriek van Electrische Apparaten NV
Priority date: 1969-03-25
Filing date: 1970-03-16
Publication date: 1970-11-26
Also published as: GB1310252A; FR2039881A5; CH504089A; DE2012452B2; NL6904588A; DK122847B; NL158644B; ES377671A1; DE2012452C3; BE747507A

Description

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(BO 4642) ' ^^u

N.V. Fabriek van llectrische Apparaten, . voorheen F. Hazemeijer & Qo,, Hengelo, Niederlande

Elektrischer Schalter mit einem festen und eInem beweglichen Kontakt,

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem raumfesten Kontakt und einem beweglichen Kontakt, welcher sich am Ende eines Kontaktarmes befindet. Dieser Kontaktarm liegt im geschlossenen.Zustand des Schalters dicht benachbart zu einem räumlich feststehenden Stromleiter, der seinerseits auch \ einen Teil des Schalters bildet und der einen elektrischen Strom ; führt, welcher die entgegengesetzte Richtung zu dem in dem Kontaktarm fließenden Strom besitzt. Infolge dieser verschiedenen Stromrichtungen wird der Kontaktarm elektrodynamisch durch den in dem erwähnten Stromleiter fließenden Strom abgestoßen. Diese elektrodynamische Abstoßungskraft dient sowohl zur Erzeugung eines Teils des Kontaktdrucks als auch zur Schalteröffnung. Es sind zwei Lager oder Gelenke auf dem Kontaktarm vorhanden, von denen das eine eine solche Lage hat, daß die elektrodynamische Abstoßungskraft, welche auf dem Kontaktarm wirkt, auf den beweglichen Kon- ϊ takt eine solche Kraft ausübt, daß der bewegliche Kontakt auf den raumfesten Kontakt aufgedrückt wird. Das erwähnte erste Lager odei Gelenk wird bei einem vorgegebenen Stromfluß durch den Schalter von einer Arretiervorrichtung freigegeben. Sodann wird der bewegliche Kontakt durch die elektrodynamische Abstoßungskraft unter dem Einfluß des zweiten Lagers oder Gelenkes in die dem geöffneten Zustand des Schalters entsprechende Lage getrieben. Ein derartiger Schalter ist in der deutschen Auslegesohrift 1 282 776 beschrieben. 00984871099

Bei dem bekannten Schalter wird der Kontaktdruck teilweise durch die elektrodynamische Abstoßkraft zwischen dem Kontaktarm und einem räumlich feststehenden sowie parallel zu dem Kontaktarm verlaufenden Leiter geliefert. Die Abstoßungskraft wirkt dabei auf dem Kontaktarm zwischen dem raumfesten Kontakt und dem ersten Lager oder Gelenk ein, welches in der Nähe von demjenigen Ende des Kontaktarms liegt, welches dem beweglichen Kontakt abgewendet ist. Sobald der Strom durch den Schalter einen vorgegebenen Wert

; erreicht hat, tritt eine Arretiervorrichtung in Wirksamkeit, welohe das erste Lager oder Gelenk freigibt und sodann kommt der Kontaktarm unter den Einfluß des zweiten Lagers oder Gelenks, welches zwischen der Angriffsstelle der elektrodynamischen Kraft auf dem Kontaktarm und dem raumfesten Kontakt liegt. Somit wird bei dieser bekannten Einrichtung der Kontaktarm in die Offenstellung des Schalters durch die gleiche elektrodynamische Abstoßungskraft getrieben.

Ein Vorteil dieses bekannten Schalters liegt darin, daß die Kontaktandruckskraft mit zunehmendem Strome ansteigt, so daß die Gefahr der Verschweißung der beiden Kontakte aneinander vermieden wird. Weiterhin löst der bekannte Schalter sehr schnell aus, weil zu diesem Zweck der Kontaktarm bereits durch die elektrodynamische Abstoßungskraft in die Offenstellung getrieben wird, bevor der Schalter durch einen Maximalstrom oder durch eine thermische Schutzvorrichtung ausgelöst wird. Die beiden Schalterkontakte öffnen innerhalb eines Bruchteils einer Halbperiode des normalen Wechselstroms, so daß im Falle eines Kurzschlusses der Spitzenwert des anfänglichen Kurzschlußstromes nicht erreicht wird. In dieser Beziehung ist der bekannte Schalter mit einer Schmelzsicherung vergleichbar.

Obwohl der bekannte Schalter sehr günstige Betriebseigenschaften besitzt, kann die Kontaktandruckkraft gemäß der Erfindung noch weiterhin erhöht werden und die Abschaltzeit somit vermindert werden. Bezüglich der Abschaltzeit ist zu beachten, daß zur Auslösung des ersten Lagers oder Gelenks ein Weioheisenkörper angesogen werden muß, was wegen der Trägheit dieses Weleheisenkörpers eine gewisse Zeitspanne erfordert.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und einen Schalter der oben angegebenen Art zu schaffen, welcher dadurch gekennzeichnet ist. daß

das erste Lager oder Gelenk aecatse sich in der Nähe von demjenigen Ende des Kontaktarmes befindet, welcher den beweglichen Kontakt trägt. Das zweite Lager oder Gelenk befindet sich am anderen Ende des Kontaktarmes, so daß durch Hebelwirkung der durch die elektrodynamische Abstoßung erzeugte Kontaktdruck ■■ noch erhöht wird.

Eine weitere Ausgestaltung des gemäß der Erfindung vorge- i schlagenen Schalters besteht darin, daß die Arretiervorrichtung i aus einem permanenten Magneten besteht, welcher mit einem aus weichem Eisen bestehenden Armatur derart zusammenarbeitet, daß der Weicheisenkörper in der geschlossenen Stellung des Schalters durch den permanenten Magneten angezogen wird und bei Auftreten einer vorgegebenen Abstoßungskraft vom Magneten abgezogen wird. ; '

Vor^gsweise ist diese Armatur mit einer Feder versehen, welche den Weicheisenkörper von dem Magneten abzuziehen bestrebt ist, so daß die Größe der Arretierungskraft durch Änderung der Federkraft eingestellt werden kann. \

Der Kontaktdruck kann ferner noch dadurch erhöht werden, daß man das vom beweglichen Kontakt abgewandte Ende des Kontakt- ^: arms drehbar mit einem L-förmigen Leiter verbindet, dessen einer Schenkel praktisch parallel zu dem erwähnten feststehenden Stromleiter verläuft und welcher drehbar mit einer Stromanschlußklemme verbunden ist, so daß die elektrodynamische Abstoßungskraft auf dem Kontaktarm noch zunimmt· Bei einer solchen Konstruktion wird der Kontaktarm durch die Abstoßungskraft zweier paralleler Leiter geöffnet. ■ ■ . .

Eine weitere Zunahme der elektrodynamischen Abstoßung läßt j sich dadurch erreichen, daß man ein magnetisches Joch um den fest-· stehenden Stromleiter herum anordnet und.daß der erwähnte Schenkel des L*-förmigen Leiters parallel dazu angeordnet wird* während der Kontaktarm in einem Luftspalt des erwähnten Joches'angeordnet

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in welcher

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Schalters in seiner geschlossenen Stellung ist,

Fig. 2 den Schalter nach Fig. 1, jedoch in seiner Offenstellung veranschaulicht und

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 darstellt.

Der elektrische Schalter gemäß Fig. 1 und 2 besitzt einen raumfesten Kontakt 1, welcher am Ende eines ebenfalls raumfesten Leiters 4 angeordnet ist, dessen anderes Ende zu einer Stromanschlußklemrae 16 führt. Der bewegliche Kontakt 2 ist am einen Ende eines Kontaktarms 3 angebracht, welcher im Lager oder Gelenk 6 seinerseits drehbar mit einem L-förmigen Hebel I^ verbunden ist. Dieser Hebel 14 ist an seinem anderen Ende drehbar an einer Stromanschlußklemme 15 angebracht. Die Richtung des Stromflusses ist in Fig. 1 durch parallel zu den Leitern eingezeichnete Pfeile angedeutet .

Der Schwenkweg des L-förmigen Hebels I^ ist durch zwei Anschläge 7 und 8 begrenzt.

Der bewegliche Kontaktarm 3 ist drehbar mit einem Hebel 12 verbunden, der an seinem oberen Ende wiederum drehbar mit einem Hebel 13 verbunden ist· Das linke Ende des Hebels 13 ist drehbar am Gestell des Schalters gelagert. Das Drehgelenk zwischen den Hebeln 12 und 13 ist mit einer Zugfeder I¹J verbunden, deren oberes Ende gegenüber dem Schaltergestell eingeregelt werden kann. Der Hebel 12 besitzt einen Ansatz für einen Weicheisenkörper 11, der von einem feststehenden permanenten Magneten 10 angezogen wird.

Das Lager oder Gelenk 6 zwischen dem Kontaktarm 3 und dem L-föraigen Hebel 14 ist mit einer Kontaktdruokfeder 18 verbunden, deren oberes Ende ebenfalls gegenüber dem Sohaltergestell verstellbar ist.

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Pig. 1 veranschaulicht den Sehalter in seiner Schließstellung;. Der Magnet 10 zieht den Weicheisenkörper 11 an, so daß das Lager '■ oder Gelenk 5 als ein feststehendes Lager wirkt. Der L-förmige Hebel 14 befindet sich zwischen den beiden Anschlägen 7 und 8, so daß das Gelenk 6 nicht festgehalten wird. Da die Ströme in den beiden Leitern 4 und 14 entgegengesetzt zu dem Strom in dem Kontaktarm 3 verlaufen, wird dieser Kontaktarm 3 elektrodynamisch abgestoßen und diese Abstoßungskraft wird nach Verstärkung durch das Hebelverhältnis auf den raumfesten Kontakt 1 als Kontaktan« ■ druckkraft übertragen.

Wenn der Strom durch den Schalter zunimmt j> nimmt die Kraft, mit welcher der bewegliche Kontakt- 2 auf den festen Kontakt 1 aufgedrückt wird, ebenfalls zu und das gleiche gilt für die Kraft, welche auf den Weicheisenkörper 11 ausgeübt wird. Wenn diese letztere Kraft einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Weicheisenkörper 11 vom Magneten 10 abgezogen, so daß auch das Gelenk 5 nicht mehr festgehalten wird. Der Kontaktarm 3 wird nun durch die elektrodynamische Abstoßung in die Offenstellung getrie-; ben und der Hebel 14 berührt seinen Anschlag J₉ so daß von jetzt an das Gelenk 6 festgehalten wird und der Kontaktarm 3 sich somit um dieses Gelenk 6 in seine Offenstellung bewegt, Die Fig, 2 veranschaulicht den Schalter, nachdem er sich vollständig geöffnet hat.

Die Feder 1? dient einerseits zur öffnung des Schalters und . andererseits zur Einstellung der Auslösekraft der Arretiervorrichtung, d.h. zur Einstellung der Kraft bei welcher der Weicheisenkörper 11 von dem Magneten 10 abgezogen wird» Die Stromstärke!, bei welcher der Schalter öffnet, kann also eingestellt werden_β

In Fig. 1 ist noch ein Magnetisches Joch 19 mit punktierten j Linien angedeutet, welches in Fig. J in Aufsicht dargestellt 1st, Mittels dieses Weicheisenjoches 19 kann die magnetische Feldstärke am Kontaktarm 3 erhöht werden, so daß die elektrodynamische Abstoßungskraft, welche auf den Kontaktarm 3 wirkt, vergrößert werden kann. j

Der raumfeste Anschlag 9 dient zur Begrenzung des Hubes des Kon.t&ktarms 3 in seiner Offenstellung. In Fig. 2 l..sgt dieser Kontaktarm an dem Anschlag 9 «ι.

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Claims

Patentansprüche

Elektrischer Schalter mit einem festen und einem beweglichen Kontakt, der seinerseits an einem beweglichen Kontaktarm angeordnet ist, welcher Kontaktarm wenigstens in der geschlossenen Stellung des Schalters so eng benachbart zu einem raumfesten und einen j Teil des Schalters bildenden Stromleiter verläuft, daß der in die-. sem Stromleiter fließende und gegensinnig zum Strom im Kontaktarm

fließende Strom eine elektrodynamische Abstoßungskraft auf den Kontaktarm ausübt, wobei diese Abstoßungskraft sowohl zur Erzeugung eines Kontaktdrucks als auch zur Schalteröffnung beiträgt und wobei zwei Lager oder Gelenke auf dem Kontaktarm vorhanden sind, von denen das eine so angeordnet ist, daß die Abstoßungskraft gleichzeitig den beweglichen Kontakt an den festen Kontakt andrückt, dieses Lager oder Gelenk bei einem vorgegebenen Schalterstrora von einer Arretlervorrlchtung freigegeben wird, worauf der bewegliche Kontakt- ebenfalls durch eile Abstoßungskraft unter dem Einfluß deö zweiten Lagers oder Gelenke in die Schalteroffenstellung getrieben wird, „:ia durch gekennzeichnet, daß dai» '%'a»fe^«JÜiiiii'ftiit (h) gegenüber dem den beweglichen

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Kontakt (2) tragenden Ende des Kontaktarms (3) angeordnet a fre- ftoa »deg· und daß das andere Lager oder Gelenk (6) sLch am anderen Ende des Kontaktarms (3) befindet und somit der Kontaktdruck durch Hebelwirkung verstärkt wird.
2.) 3ohalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung aus einem permanenten Magneten (10) besteht, der mit einem Weicheisenanker (11) zusammenarbeitet, derart, daß der Anker in der Schließstellung des Schalters durch den permanenten Magneten festgehalten wird und !von diesem Magneten nur abgezogen wird, wenn die elektrodynamische I Abstoßungskraft einen vorgegebenen Wert erreicht hat.
3.) Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker unter der Kraft einer Feder (17) steht, welche den Anker voe Magneten abzuziehen bestrebt ist, so daß der Auslösewert der Arretiervorriohtung durch Änderung der ιFedarapanniuiü beeinflußt werden kann.

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4.) Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch^ gekennze i chnet, daß das Ende des Kontaktarmes, wel-j ches von dem beweglichen Kontakt (2.) abgewendet ist, drehbar an

; einem L-förmigen Leiter (14) befestigt ist, dessen einer Schenkel ; praktisch parallel zu dem feststehenden Stromleiter (4) verläuft
und welcher an seinem Ende drehbar mit einer Stromanschlußklemme ■ (15) verbunden ist, so daß die elektrodynamische Abstoßungskraft :

des Kontaktarms (j5) verstärkt wird.
5.) Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet , daß ein magnetisches Joch (19) um i den feststehenden Stromleiter (4) herum angeordnet ist und der
erwähnte Schenkel des L-förmigen Leiters (14) parallel zu diesem ; feststehenden Stromleiter verläuft, und däß der Kontaktarm (5) \ in einem Luftspalt (20) des erwähnten Joches (I9) angeordnet ist. ;

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