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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Schalter mit einem festen Satz
von Kontakten und einen beweglichen Satz von Kontakten. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf einen Schalter gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
Schalter dieser Bauart ist in der französischen Patentanmeldung FR-A-2
638 017 beschrieben.
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Das
Hilfskontaktelement auf welches auch als Bogenkontakt Bezug genommen
wird, und das Hauptkontaktelement können Gleitkontakte sein, die dann,
wenn der Schalter geschlossen ist, über die festen Kontakte in
ihre Endposition gleiten, d.h. die Position, in der der Schalter
vollständig
geschlossen ist. Kontaktrollen werden im Allgemeinen zum Schließen von
großen
Kurzschlussströmen
verwendet, beispielsweise Kurzschlussströme größer als 30 kA, wobei aber auch
Kontaktklingen verwendet werden können. Es ist jedoch der Fall,
dass die Verwendung von Rollen eine Anlage oder Anordnung vorsieht
zur Verwendung mit einer Mechanik geringeren Gewichtes. Im Prinzip
ist es notwendig, nur die Hilfskontaktelemente als Rollkontakte
zu konstruieren.
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Das
europäische
Patent 0 281 622 beschreibt einen Schalter, der insbesondere als
ein Stromunterbrecher geeignet ist. Dieser Stromunterbrecher ist
mit Kontaktrollen versehen, wobei alle Kontaktrollen in einem Satz
von Kontaktrollen den gleichen Durchmesser besitzen, wobei aber
jedes Paar eine unterschiedliche Länge aufweist. Die zwei kürzesten
Rollen sind am dichtesten an den festen Kontakten positioniert,
während
die längsten
Rollen am weitesten weg von den festen Kontakten angeordnet sind.
Die festen Kontakte sind von einer gestuften Konstruktion und zwar
an denjenigen Kanten, die zum Satz von Kontaktrollen hinweisen,
wobei die Höhe
jeder Stufe der Längendifferenz
der Kontaktrollen entspricht. Die Abstände zwischen entgegengesetzten
Stufen sind größer als
die entsprechenden Längsabmessungen
der Rollkontakte, so dass sich ein Luftspalt an jedem Punkt zwischen
den beweglichen Kontakt rollen und den festen Kontakten dann einstellt,
wenn der Schalter sich in der offenen Position befindet.
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In
der offenen Position sind die beweglichen Rollenkontakte somit von
den festen Kontakten getrennt. Um den Schalter in die geschlossene
Position zu bringen, werden die Kontaktrollen zu den festen Kontakten
hin bewegt, worauf dann die Kontaktrollen Kontakt mehr oder weniger
gleichzeitig mit dem Paar von festen Kontakten machen, und sodann
unter Federvorspannung über
die Oberfläche
des Paars von festen Kontakten rollen. In der geschlossenen Position
sind die Kontaktrollen somit in Kontakt und zwar unter mechanischer
Vorspannung, mit der Oberfläche
des Paars von festen Kontakten und überbrücken den Abstand zwischen denjenigen
freien Endkanten dieser festen Kontakte, die zueinander hinweisen.
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Die
Lebensdauer des bekannten Stromunterbrechers oder Stromschalters
wird dadurch erhöht,
dass man ein Paar von Kontaktrollen verwendet, die soweit wie möglich gleichzeitig
den Kontakt mit den festen Kontakten beim Öffnen unterbrechen.
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Aus
der FR-A-2638017 ist ein Schalter mit einem festen Satz von Kontakten
und einem beweglichen Satz von Kontakten bekannt. Der feste Satz
von Kontakten weist mindestens ein Paar von festen Kontakten auf,
und zwar angeordnet mit einem Abstand voneinander und jeder besitzt
einen Hilfskontaktteil und einen Hauptkontaktteil. Der bewegliche
Satz von Kontakten weist mindestens ein Hilfskontaktelement und
ein Hauptkontaktelement auf, wobei dann, wenn der Schalter geschlossen
ist diese sich unter mechanischer Vorspannung in Kontakt befinden,
wobei die Oberfläche
des Hilfskontaktteils und des Hauptkontaktteils des Paares von festen
Kontakten den Abstand überbrücken zwischen
den freien und Kanten davon die aufeinander zuweisen.
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Dieser
bekannte Schalter wird für
drei Phasen geschlossen und geöffnet.
Zu diesem Zweck ist ein erstes Paar von beweglichen Messern und
ein zweites Paar von beweglichen Messern vorgesehen, auf denen ein
erster Satz von Hauptkontakten und ein zweiter Satz von Hauptkontakten
kontaktiert, und zwar zusammen mit den Hilfskontakten, die daran befestigt
sind. Während
des Schließvorganges
kontaktieren als erstes die beweglichen und die festen Hilfskontakte
einander, worauf dann der erste Satz von beweglichen Hauptkontakten
die entsprechenden festen Kontakte kontaktiert, und schließlich kann der
zweite Satz von beweglichen Hauptkontakten mit den entsprechenden
festen Hauptkontakten in Kontakt kommen. Ein kurzer Abstand zwischen
den zweiten beweglichen Hauptkontakten und den zweiten festen Hauptkontakten
wird dann vorgesehen, wenn der erste Satz von beweglichen Hauptkontakten
anfängt
mit den festen Hauptkontakten in Eingriff zu kommen. In der FR-A-2638017
ist ein kurzer Abstand zwischen einem Hilfskontakt und einem der
Sätze von
Hauptkontakten nicht offenbart noch klar spezifiziert. Jedoch könnte man
aus den Figuren der FR-A-2638017 ableiten, dass dann wenn der Schalter
geschlossen ist, das Hauptkontaktelement mechanischen elektrischen
Kontakt mit dem Hauptkontaktteil der festen Kontakte nur macht,
nachdem das Hilfskontaktelement einen Abstand über die Oberfläche des
Hilfskontaktteils der festen Kontakte gelaufen ist.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schalter der
in der Präambel
genannten Bauart vorzusehen, bei dem die Schalterlebensdauer ohne
zusätzliche
Kontakte verlängert
wird.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
bei einem Schalter gemäß Anspruch
1 erreicht.
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In
der FR-A-2638017 wird absolut kein Hinweis gegeben, dass ein minimaler
führender
oder voreilender Abstand des Hilfskontaktes von essentieller Wichtigkeit
dann ist, wenn der Schalter geschlossen ist und es gibt absolut
keinen Hinweis auf einen spezifizierten Minimalabstand von 2 mm.
Das an sich bekannte Maßnahme
des Voreilens wird in erster Linie dazu verwendet um Kontaktverbrennen dann
zu verhindern, wenn der Schalter ausgeschaltet wird. Durch die Erkenntnis
und die Verwendung des minimalen Abstandes von 2 mm ist es möglich, die Schalterlebensdauer
ohne Zufügen
von Extrakosten zu verlängern.
In dem Schalter der FR-A-2638017 werden zwei Sätze von Hauptkontakten benötigt. Im Folgenden,
auf der Seite 8, Zeilen 1 und 2 (Übersetzer: diese Angabe bezieht
sich auf den der Mitteilung nach der Regel 51(4) des Europäischen Patentamts beigefügten Fassung
gewährbare
Patentunterlagen) wird gesagt, dass der Schalter gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Schließen
bei sehr hohen Kurzschlussströmen
geeignet ist. Unter diesen Bedingungen ist es von größter Wichtigkeit,
dass die Bedingungen des oben erwähnten Minimalabstandes eingehalten
werden, da gerade unter diesen Umständen eine längere Vibrations- oder Schwingungszeit
berücksichtigt
werden kann.
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Bei
dem oben erwähnten
Abstand von 2 mm ergibt sich eine deutliche Trennung zwischen der Zeit,
wenn die beweglichen Hilfskontaktelemente in Kontakt mit den festen
Kontakten kommen und der Zeit, wenn das Hauptkontaktelement in Kontakt
mit den festen Kontakten kommt. Sämtliche Schaltoperationen sind
nunmehr, wie erkenntlich, durch das Hilfskontaktelement und praktisch
nicht durch das Hauptkontaktelement ausgeführt, und sämtliche Schließ- und Öffnungsphänomene,
die während
des Schaltens auftreten, treten nur beim Hilfskontaktelement und
dem assoziierten oder zugehörigen
Hilfskontaktteil der festen Kontakte auf. Die Folge davon ist, dass
das Hilfskontaktelement geschädigt
wird, wohingegen das Hauptkontaktelement unbeschädigt verbleibt. Da das Hauptkontaktelement
den Hauptanteil des Stromes führt,
ist es wichtig, dass das Hauptkontaktelement ungeschädigt verbleibt,
selbst wenn bei einem Kurzschluss Strom geschlossen wird. Ein nicht
beschädigtes
Hauptkontaktelement trägt
sodann auch in signifikanter Weise zu einer längeren Lebensdauer des Schalters
bei. Das Phänomen
des Schaltens nur mit den Bogenkontakten und nicht mit den Hauptkontakten
war bereits einige Zeit auf dem Gebiet der Leistungsschaltertechnologie
bekannt. Jedoch sind in dem letztgenannten Fall nicht die "Gleit"-kontakte sondern
die "Anlage"-kontakte betroffen, wobei infolgedessen
ein vollständig
unterschiedliches Ausführungsbeispiel
mit den zugehörigen
unterschiedlichen Problemen erzeugt wurde. Im Falle der vorliegenden
Kontaktkonstruktion werden die Kontakte beim Kurzschließen aufeinander
gepresst und zwar durch die entstehenden elektromagnetischen Kräfte. Im
Falle einer Kontaktkonstruktion mit Anlagekontakten haben diese
Kräfte
die Wirkung der Reduzierung des Kontaktdrucks.
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Der
erfindungsgemäße Schalter
ist insbesondere geeignet als ein Lastunterbrechungsschalter, der
im Allgemeinen in Serie mit einer Sicherheitssicherung liegt, um
den Kurzschlussstrom zu unterbrechen und zu begrenzen, und insbesondere
ist er in Serie geschaltet mit einer Stromunterbrechungs- und/oder
Strombegrenzungsvorrichtung. Das Hauptkontaktelement gemäß der Erfindung
schaltet nur dann, wenn der Kurzschlussstrom gekappt oder begrenzt
ist.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
sind die beweglichen Haupt- und Hilfskontakte in einem Kontakt integriert.
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Hauptkontaktteile der festen Kontakte in
einer ersten Ebene angeordnet und die Hilfskontaktteile der festen
Kontakte sind in einer zweiten Ebene mit einem gewissen Abstand
weg von und parallel zur ersten Ebene angeordnet, und die Bewegungsebene
des Hauptkontaktelements ist parallel zu der ersten Ebene über einen
kleinen Abstand weg und die Bewegungsebene des Hilfskontaktelements ist
parallel zur zweiten Ebene ebenfalls über einen kleinen Abstand hinweg.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Hauptkontaktteile und die Hilfskontaktteile
der festen Kontakte in einer Ebene angeordnet und die Bewegungsebenen
der Hauptkontaktelemente und der Hilfskontaktelemente fallen zusammen,
wohingegen diese Ebenen der Ebene der Haupt- und Hilfskontaktteile
der festen Kontakte entsprechen, wobei die Längen der Hilfs- und Hauptkontaktelemente
voneinander in Überbrückungsrichtung sich
unterscheiden und der Abstand der festen Kontakte in der Schaltrichtung
schrittweise vermindert ist.
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Es
ist möglich,
mehr Hilfskontaktelemente zu verwenden, und zwar einen nach dem
anderen in der Bewegungsebene mit mehreren Stufen in den festen Kontakten,
wobei die Hilfskontaktelemente mehr oder weniger gleichzeitig Kontakt
mit den zugehörigen
Hilfskontaktteilen der festen Kontakte machen, wenn der Schalter
geschlossen ist, um den Strom über
die Hilfskontaktelemente beim Start des Kontakts zu verteilen.
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Im
Europäischen
Patent 0 281 622 wird festgestellt, dass eine Reduktion der Abstoßkräfte während des
Schließvorgangs
(Abstoßkräfte sind
elektromagnetische Kräfte,
die sich dann ergeben, wenn ein hoher Strom zwischen zwei Kontakten,
die in Kontakt miteinander gebracht sind, fließt) wird erreicht durch die
Verwendung von zwei parallelen Rollen. Die Abstoßkräfte auf die hier Bezug genommen wird,
sind Kräfte,
die senkrecht zur Oberfläche
des festen Kontakts auftreten. Eine weitere Kraft, die auftritt
ist die Rückstoßkraft.
Im Prinzip hat die Rückstoßkraft den
gleichen physikalischen Hintergrund, ist aber parallel zur Oberfläche des
ersten Kontakts orientiert. Gemäß dieser
Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Rückstoßkräfte sich
reduzieren, wenn es mehrere parallele Kontakte gibt, aber nur dann,
wenn die Kontakte im vollen Eingriff stehen, beispielsweise dann,
wenn Kurzschlussströme
hindurchlaufen. Die Rückstoßkräfte entstehen
jedoch nur dann, wenn ein Schalter geschlossen ist, und wirken direkt
gegen die Mechanik und zwar in signifikanter Weise im Falle von
Kurzschlüssen,
wobei sich als Ergebnis ergibt, dass die Mechanik von stärkerer oder
schwererer Konstruktion sein muss, als dies notwendig ist.
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Bei
einer weiteren Entwicklung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
wird die Rückstoßkraft,
wenn der Schalter geschlossen ist, dadurch reduziert, dass ein Schlitz
vorgesehen wird zwischen dem Hilfskontaktteil und dem Hauptkontaktteil
der festen Kontakte.
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Dadurch,
dass man den Schlitz in den festen Kontakten vorsieht, wird darinnen
der Verlauf des Strompfades derart beeinflusst, dass die Länge des Teils
des Strompfades, der parallel zur Bewegungsrichtung der beweglichen
Hilfs kontaktelemente in dem Hilfskontaktteil der festen Kontakte
verläuft,
reduziert wird. Diese reduzierte Länge hat eine niedrigere Rückstoßkraft zur
Folge, was insbesondere beim Schließen eines Kurzschlusses von
Wichtigkeit ist, und jede andere Reduktion der Rückstoßkraft überträgt sich direkt zurück in leichtere
Mechaniken, was aus vielen Gründen
erwünscht
ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass in der zur Akteneinsicht offengelegten
deutschen Patentanmeldung
DE
32 23 654 A1 eine Ausnehmung in einem festen Kontakt vorgesehen
ist, wobei aber diese Ausnehmung nicht durch die gesamte Dicke des
festen Kontakts verläuft
und somit nicht den Effekt des Schlitzes gemäß der Erfindung besitzt.
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Ferner
sei auch darauf hingewiesen, dass ein Schlitz in dem festen Kontakt
an sich aus dem deutschen Patent
DE 35 04 605 C2 bekannt ist, aber die Funktion
dieses Schlitzes besteht darin, den Bogen dann zu verlängern, wenn
der Schalter geöffnet wird
und dies reduziert nicht die Rückstoßkraft der sich
bewegenden Kontakte.
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Ausführungsbeispiele
des Schlitzes, die bevorzugter Weise verwendet werden, sind in den
abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Hilfskontaktteil des festen Kontaktes zu einer
L-Form verschmälert,
wobei sich das freie Ende des Schenkels in entgegengesetzter Richtung zur
Bewegungsrichtung zum Schließen
des beweglichen Hilfskontaktelements erstreckt, und die Spur oder
Bahn für
das Element bildet. Vorzugsweise ist am freien Ende des Schenkels
ein Vorsprung ausgebildet, der sich von der Spur oder Bahn in einer
Richtung weg von dem freien Raum zwischen den festen Kontakten erstreckt,
wobei das freie Ende des beweglichen Hilfskontaktelements nicht
in Kontakt mit dem Vorsprung kommt, wenn der Schalter geschlossen
ist.
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Der
Vorteil dieses Vorsprungs besteht darin, dass der Fuß des Bogens,
der dann erzeugt wird, wenn der Schalter geöffnet wird, sich schneller
zu sowohl dem Punkt des beweglichen Hilfskontaktelements als auch
dem Punkt des Vorsprungs bewegt und infolgedessen wird sich jede
Schädigung
dort manifestieren. Diese zwei beschädigten Teile werden jedoch
nicht in Kontakt miteinander kommen, oder mit anderen Kontaktteilen,
wenn der Schalter geschlossen ist, was bedeutet, dass die Schließ- und Öffnungscharakteristika
und auch die Stromführungscharakteristika
nicht geändert
werden, als Ergebnis irgendeiner Schädigung infolge des Bogens,
wobei ein Ergebnis darin besteht, dass die Lebensdauer des Schalters
verlängert
wird. Wenn dieser Vorsprung nicht vorhanden wäre, so würde der Bogen die ansteigenden
Kanten des Kontaktes schädigen, was
einen nachteiligen Effekt auf die Schließcharakteristika hat. Dieser
nachteilige Effekt wird insbesondere dann beobachtet, wenn das Schließen bei
Kurzschlüssen
und die Dauerhaftigkeit des Schalters im Wesentlichen an diesem
Punkt sich verschlechtern.
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Ausführungsbeispiele
des Vorsprungs, die vorzugsweise verwendet werden, und die mit dem zugehörigen Teil
des Hilfskontaktelements assoziiert sind, werden in weiteren abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die
Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert,
in der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Schalters
gemäß der Erfindung,
der vorzugsweise zu verwenden ist;
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2 eine
Vorderansicht des Schalters der 1.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte Schalter besteht
aus einem Satz fester Kontakte und einem Satz beweglicher Kontakte.
In diesem Ausführungsbeispiel
enthält
der Satz von festen Kontakten ein Paar von festen Kontakten 1, 2,
wobei jeder einen Verbindungs- und Befestigungsteil 3, 4 und
Kontaktteile am freien Ende aufweist. Diese festen Kontakte 1, 2 dienen
zum Einbau in eine Schaltung oder ein Netzwerk, bei dem ein Strom
ein- und ausgeschaltet werden soll. Der Kontaktteil der festen Kontakte 1, 2 weist
einen Hauptkontaktteil 5, 6 auf und einen Hilfskontaktteil 7, 8.
Die Hauptkontaktteile 5, 6 sind mit einem Abstand
voneinander derart angeordnet, dass kein Bogen sich zwischen diesen
ausbilden kann. Dieser Abstand zwischen den Hauptkontakten 5, 6 ist kleiner
als der Abstand zwischen den Hilfskontakten 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2. Die Hauptkontaktteile 5, 6 und
die Hilfskontaktteile 7, 8 der festen Kontakte 1, 2 sind
in der Weise konstruiert, dass gesehen von der Schließseite (links
in den Figuren) die Kontaktteile der festen Kontakte 1, 2 von
einer abgestuften Konstruktion sind.
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Die
beweglichen Hauptkontaktelemente 9, 10 stehen
mit den Hauptkontaktteilen 5, 6 der festen Kontakte 1 und 2 in
Wechselwirkung, während
die beweglichen Hilfskontakte 11, 12 mit den Hilfskontaktteilen 7, 8 der
festen Kontakte in Wechselwirkung stehen. In der in den Figuren
gezeigten Öffnungsposition
sind die Hauptkontaktelemente 9, 10 mit einem gegenseitigen
Abstand angeordnet, der etwas kleiner ist als die Dicke der Hauptkontakte 5, 6 der
festen Kontakte 1, 2. Das Gleiche gilt entsprechend
für die Hilfskontaktelemente 11, 12 und
der Hilfskontaktteile 7, 8 der festen Kontakte 1 und 2.
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Die
Hauptkontaktelemente bzw. Hilfskontaktelemente 9, 10 bzw. 11, 12 sind
in einem Halter 13 untergebracht, der in einem nicht gezeigten
Kontaktbügel
gehaltert und durch diesen bewegt werden kann. Der Bewegungsmechanismus,
von dem der Kontaktbügel
einen Teil bildet, ist nicht dargestellt, da ein solcher Mechanismus
auf viele bekannte Weisen implementiert werden kann, die dem Fachmann
bekannt sind. Das automatische Öffnen
und Schließen des
Schalters ist auch eine Möglichkeit.
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Die
Länge der
beweglichen Hauptkontaktmittel 9, 10 ist kleiner
als der Abstand zwischen den festen Hilfskontaktteilen 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 und die beweglichen Hauptkontakte 9, 10 werden stets
durch den Kontaktbügel
in einer Position derart gehalten, dass die Hauptkontaktelemente 9, 10 frei von
den Hilfskontaktteilen 7, 8 der festen Kontakte 1, 2 in
jeder Position des Schalters bleiben. Die beweglichen Hilfskontakte 11, 12 andererseits
sind länger als
der erwähnte
Abstand zwischen den festen Hilfskontaktteilen 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2, kommen aber natürlich nicht
in Kontakt mit den Hilfskontaktteilen 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2, wenn der Schalter sich in
der Öffnungsposition
befindet.
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Die
beweglichen Hilfskontaktelemente 11, 12 und die
beweglichen Hauptkontaktelemente 9, 10 werden
an ihrer Stelle mittels des Halters 13 und des elastischen
Elements 14 in der Weise gehalten, dass der Abstand zwischen
den beweglichen Hilfskontaktelementen 11, 12 etwas
kleiner ist als die Dicke der festen Hilfskontaktteile 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 während die beweglichen Hauptkontaktelemente 9, 10 eine
Beabstandung besitzen, die etwas kleiner ist als die Dicke der festen
Hauptkontaktteile 5, 6 der festen Kontakte 1, 2.
Die beweglichen Hilfs- und Hauptkontaktelemente sind vorgespannt
in diese Position und zwar durch das elastische Element 14.
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In
der offenen Position bzw. Öffnungsposition
sind die beweglichen Hilfs- und Hauptkontaktelemente 11, 12 bzw. 9, 10 vollständig frei
von den Kontaktteilen der festen Kontakte 1, 2.
Wenn der Schalter in die geschlossene Position zu bringen ist, wird
der Halter 13 zu den festen Kontakten 1, 2 (nach
rechts in den 1 und 2) bewegt
und die Hilfskontaktelemente 11, 12 und die Hauptkontaktelemente 9, 10 werden
während
dieses Vorgangs aufeinander folgend Kontakt machen mit den zugehörigen Hilfskontaktteilen 7, 8 und
den Hauptkontaktteilen 5, 6 der festen Kontakte 1 und 2.
Während
dieser Schließbewegung
werden die Hilfskontaktelemente 11, 12 unter elastischer
Vorspannung über
diejenigen Oberflächen
der Hilfskontaktteile 7, 8 der festen Kontakte 1, 2 rollen,
die zu diesen hinweisen und die Hauptkontaktelemente 9, 10 gleiten
dann unter elastischer Vorspannung über diejenigen Oberflächen der
Hauptkontaktteile 5, 6 der festen Kontakte 1, 2,
die zu diesen hinweisen. In der endgültig geschlossenen Position
oder Schließposition
stehen die Hauptkontaktelemente 9, 10 in Kontakt
mit den Hauptkontaktteilen 5, 6 der festen Kontakte 1, 2 und
zwar unter dem entsprechenden Kontaktdruck derart, dass der Abstand zwischen
den Hauptkontaktteilen 5, 6 durch den Durchgang
des Stromes überbrückt wird.
Dies gilt auch bezüglich
des Abstandes, der durch die beweglichen Hilfskontaktelemente überbrückt wird
und wobei infolgedessen diese auch einen gewissen Strom führen.
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Während des
Schließens
machen die Hilfskontaktelemente 11, 12 als erstes
Kontakt mit den Hilfskontaktteilen 7, 8 der festen
Kontakte 1 und 2 bevor die Hauptkontaktelemente 9, 10 in
Kontakt mit den Hauptkontaktteilen 5, 6 der erwähnten festen Kontakte 1, 2 kommen.
Die Hauptkontaktelemente 9, 10 machen mechanischen
und elektrischen Kontakt mit den zugehörigen Hauptkontaktteilen 5, 6 der
festen Kontakte 1, 2 nur nachdem die Hilfskontaktelemente 11, 12 über einen
Pfad von mindestens 2 mm über
die Oberfläche
der Hilfskontaktteile 7, 8 gelaufen sind, und
zwar ausgehend von dem Zeitpunkt wo die Hilfskontaktelemente und
die Hilfskontaktteile der festen Kontakte in Kontakt kommen. Eine
gute Trennung der Funktion der Haupt- und Hilfskontaktelemente wird
durch diese Mittel erreicht. Der Pfad oder die Bahn von mindestens
2 mm, die durchlaufen wird, reicht während des weiteren Schließens aus,
um jedweden Bogen, der bei der Bewegung der Hauptkontaktteile 9, 10 auftritt,
in elektrisch leitenden Kontakt mit den festen Hauptkontaktteilen 5, 6 zu
kommen, um so eine Schädigung
der Hauptkontaktteile zu vermeiden. Das Gleiche gilt auch in umgekehrter
Richtung: jedweder Bogen, der beim Öffnen auftritt, wird in gleicher
Weise sich selbst auf den sich bewegenden und festen Hilfskontaktteilen
manifestieren. Da sämtliche
Schaltoperationen soweit wie möglich
mit den Hilfskontaktelementen ausgeführt werden, treten praktisch
alle Bogenphänomene
und andere Schließ- und Öffnungsphänomene während des
Schaltens zwischen den Hilfskontaktelementen und den Hilfskontaktteilen
der festen Kontakte 1 und 2 auf. Die logische
Konsequenz davon besteht darin, dass nur die Hilfskontaktelemente
und die Hilfskontaktteile beschädigt
werden können,
so dass die Hauptkontaktelemente und die Hauptkontaktteile unbeschädigt verbleiben.
Die Hilfskontaktelemente werden daher als Bogenkontakte bezeichnet.
Da der Hauptkontakt den Hauptanteil des Stroms führt ist es wichtig, dass dieser
Kontakt unbeschädigt
bleibt, und die Lebensdauer des Schalters wird infolgedessen verlängert.
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Für eine leichtere
Schließung
des Schalters (Verhinderung von "judder") werden sämtliche
Kontaktoberflächen
vorzugsweise mit ansteigenden Kanten versehen.
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Der
Schalter ist besonders geeignet für das Schließen bei
sehr hohen Kurzschlussströmen,
beispielsweise prospektiven 100 kA. Zu diesem Zweck können die
Hilfskontaktelemente 11, 12 als rollende Kontakte
konstruiert sein. Da die Schaltphänomene soweit wie möglich zwischen
den Rollkontakten 11, 12 und den Hilfskontaktteilen 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 aufgetreten sind, können die
Hauptkontaktelemente 9, 10 als übliche Gleitkontakte
konstruiert oder ausgebildet werden, was zur Folge hat, dass ein
sehr niedriger Übergangswiderstand
in der geschlossenen Position erreicht werden kann.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
und zwar in den 1 und 2 gezeigten Hauptkontaktteile 5, 6 bzw. 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 sind sämtlich in einer Ebene angeordnet
und die beweglichen Haupt- und Hilfskontaktelemente 9, 10 bzw. 11, 12 sind
daher einer nach dem anderen positioniert, um in Bewegungsebenen
sich zu bewegen, die parallel zu der Ebene der Haupt- und Hilfskontaktteile 5, 6 bzw. 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 verlaufen. Es ist klar, das
der Abstand zwischen den Bewegungsebenen, der durch die Mittellinie
des relevanten beweglichen Kontaktelements einerseits verläuft und
der Ebene der festen Haupt- und Hilfskontaktteile 5, 6 bzw. 7, 8 andererseits
abhängig
ist von der Dicke der beweglichen Haupt- und Hilfskontaktelemente
und der erforderlichen Bewegung des beweglichen Kontaktelements
senkrecht zur Bewegungsebene. Diese senkrechte Bewegung wird durch
das bewegliche Kontaktelement vorgenommen, um in der Lage zu sein,
in Kontakt mit dem zugehörigen
festen Kontaktteil des festen Kontakts unter Vorspannung zu kommen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
sind die Hauptkontaktteile 5, 6 der festen Kontakte 1, 2 in einer
ersten Ebene angeordnet, und die Hilfskontaktteile 7, 8 der
festen Kontakte 1, 2 sind in einer zweiten Ebene
angeordnet, die parallel zur ersten Ebene mit einem bestimmten Abstand
davon verläuft.
Die Mittellinie des beweglichen Hauptkontaktelement 9, 10 wird
in einer Ebene bewegt, die parallel zur ersten Ebene in einem kurzen
Abstand davon weg verläuft. Die
Bewegungsebene des Hilfskontaktelements 11, 12 erstreckt
sich parallel zur zweiten Ebene, und zwar mit einem geringen Abstand
davon. Die Betrachtung, die bezüglich
des kleinen Abstands gilt, ist die gleiche wie die die für den oben
erwähnten
Abstand in dem Falle der Haupt- und Hilfskontaktelemente, positioniert
einer nach dem anderen, wie in 1 und 2 gezeigt,
gilt. Um den Hub zu reduzieren, wenn der Schalter geschlossen ist,
können sich
die Haupt- und Hilfskontaktteile 5, 6 bzw. 7, 8 des
festen Kontakts 1, 2 einander um einen gewissen Abstand
voneinander überlappen.
Dies gilt auch bezüglich
der beweglichen Hilfskontaktelemente bzw. der beweglichen Hauptkontaktelemente 11, 12 bzw. 9, 10.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2 sind
Schlitze 15 und 16 zwischen den Hilfskontaktelementen 7, 8 der
Hauptkontaktteile 5, 6 der festen Kontakte 1, 2 gemacht.
Infolge dieses Schlitzes wird der Strompfad in dem festen Kontakt
in einer Richtung verschoben, entgegengesetzt zur Richtung der Schließbewegung
der Kontaktrollen 11, 12 in der Weise, dass die
Länge des
Teils des Strompfades, der parallel zur Bewegungsrichtung der beweglichen
Hilfskontaktelemente 11, 12 in dem Hilfskontaktteil 7, 8 der
Hilfskontakte 1, 2 verläuft, reduziert werden. Infolge
dieser Reduktion der Länge
wird Folgendes erreicht: die Rückstoßkraft auf
den Satz beweglicher Kontakte, insbesondere der Hilfskontaktelemente 11, 12 oder
der Kontaktrollen 11, 12 wird kleiner, wenn der
Schalter geschlossen wird. Je weiter der Schlitz 15, 16 nach
links verschoben wird, umso kleiner wird die Länge des erwähnten Teils des Strompfades.
Die Verminderung der Rückstoßkraft ist
ihrerseits wichtig, wenn Schließen
bei einem Kurzschluss erfolgt und jedwede Reduktion der Rückstoßkraft,
die erreicht werden kann, dadurch dass der Schlitz die direkte Folge
besitzt, dass eine leichtere Mechanik verwendet werden kann, was
für eine
große
Vielzahl von Gründen
erwünscht
ist. Vorzugsweise öffnet
sich dieser Schlitz 15, 16 in den Raum zwischen
den festen Kontakten 1 und 2, der durch die Hilfskontakt-
bzw. Hauptkontaktelemente 11, 12 bzw. 9, 10 überbrückt werden
muss.
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Der
Schlitz 15, 16 läuft nicht parallel zu der Bewegungsrichtung
der beweglichen Hilfs- und Hauptkontaktelemente. Die Länge der
Schlitze 15, 16 ist vor zugsweise die gleiche wie
oder größer als die
Größe der Kontaktregion
oder Kontaktzone der Bahnen der beweglichen Hilfskontaktelemente
und des Hilfskontaktteils der festen Kontakte während des Schließens. Anders
ausgedrückt:
der Schlitz erstreckt sich weiter über die Hilfskontaktteile 7, 8 der festen
Kontakte 1, 2 hinaus. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der erste Abschnitt der Schlitze 15, 16, beginnend
an dem Spalt zwischen den Hilfskontaktteilen 7, 8 bogenförmig, wobei
auf den ersten Abschnitt ein gerader Abschnitt folgt, der vorzugsweise
schräg
bezüglich
der Mittellinie der festen Kontakte 1, 2 verläuft. Die
Form der Schlitze 15 und 16 kann man am deutlichsten
in der 2 erkennen. Die minimale Länge des Schlitzes wird auch
durch einen Pfeil P in dieser Figur angezeigt. Die Bogenform des Schlitzes 15, 16 hat
den Vorteil, dass das bewegliche Hilfskontaktelement 11, 12 so
nahe wie möglich
an dem beweglichen Hauptkontaktelement 9, 10 (dichter
hintereinander) in der Schließebene
angeordnet werden kann, wobei sich als Ergebnis davon ergibt, dass
der gesamte Schalter kompakter ausgebildet sein kann.