DE3411275C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem stationären Kontakt, einem beweglichen Kontakt und einem Kontaktbetätigungsmechanismus, der den beweglichen Kontakt zur Öffnung und zum Schließen des Schalters bewegt,

• - wobei der Kontaktbetätigungsmechanismus einen Kontakt­ arm aufweist, der den beweglichen Kontakt trägt,
• - und wobei ein Antriebshebel den Kontaktarm zwischen Öffnungs- und Schließstellung bewegt,
• - und wobei ein durch eine Feder vorgespannter Frei­ schaltmechanismus mit Totpunkt-Kniehebelanordnung den Antriebshebel in die Schließstellung bzw. in die Öffnungsstellung überführt und
• - der Antriebshebel eine Nockenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Nockenabschnitt aufweist,
• - eine Feder ein Nockenfolgeorgan auf der Nockenbahn unter normalen Strombelastungen in Eingriff mit dem ersten Nockenabschnitt hält,
• - ein Leiter mit dem stationären Kontakt verbunden ist, der in Längsrichtung des Kontaktarmes verläuft und in Längsrichtung hierzu angeordnet ist, wenn die Kontakte geschlossen sind, wobei der Leiter betriebs­ mäßig mit dem Kontaktarm verbunden ist, um einen Strom­ fluß in Gegenrichtung durch den Leiter und den Kontaktarm zu schicken, um elektrodynamische Kräfte zu erzeugen, die die Kontakte zu öffnen suchen, so daß beim Überschreiten vorbestimmter Überlastströme die auf den Kontaktarm wirkenden elektrodynamischen Kräfte die von der Feder ausgeübte Kraft überwinden und der Kontaktarm in seine Öffnungsstellung bewegt wird, während der Antriebshebel in Schließstellung verbleibt und das Nockenfolgeorgan von dem ersten Nockenabschnitt zu dem zweiten Nockenabschnitt übertritt.

Ein Leistungsschalter dieser Art ist durch die EP-A-00 06 637 bekannt geworden. Bei diesem erfolgt die Freigabe des Kontaktarmes bei Kurzschlußströmen durch eine Hilfsklinke, die am Kontakthebel gelagert ist und die im Normalbetrieb die Verbindung zwischen dem Antriebshebel und dem Knie­ hebelsystem aufrechterhält. Die Verlagerung des Angriffs­ punktes des Kniehebelsystems am Kontakt-Antriebshebel be­ wirkt das Einknicken der Kniehebel und die nachfolgende vollständige Kontaktöffnung.

Es ist auch eine Kontaktanordnung bekanntgeworden (GB-A-15 64 412), bei der anstelle eines Nockensystems eine Übertotpunktfeder benutzt wird. Offensichtlich weist eine solche Anordnung gewisse Beschränkungen hinsichtlich der erzielbaren Schwenkwinkel des Kontaktarmes auf, die sich dem normalen Betrieb und der Öffnung aufgrund eines Kurzschlußstromes zuordnen lassen. Auch besteht ein be­ trächtlicher Indifferenzbereich zwischen den beiden End­ lagen. Entsteht dagegen ein hoher Kraftüberschuß bei der elektrodynamischen Öffnung, so stößt der Kontaktarm zu heftig gegen seinen Endanschlag.

Die Erfindung geht von der Kontaktanordnung nach der EP-A 00 06 637 aus und hat zur Aufgabe, die erläuterte Nockenanordnung so auszubilden, daß mit verhältnismäßig geringem Kraftüberschuß eine hohe Öffnungsgeschwindigkeit erzielt wird. Auch soll die Öffnungskraft im weiteren Verlauf der Bewegung beeinflußbar sein.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß

• - der Antriebshebel gleichachsig mit dem Kontaktarm schwenkbar gelagert ist,
• - der erste Nockenabschnitt als Vertiefung ausgebildet ist, an die sich eine Flanke als Übergang zu dem zweiten Nockenabschnitt anschließt,
• - eine Kontaktdruckfeder etwa in der Längsrichtung des Kontaktarmes angeordnet ist und mit ihrem einen Ende an dem Nockenfolgeorgan angreift und das Nockenfolgeorgan in Richtung auf das Schwenklager des Kontaktarmes und des Antriebshebels vorspannt, wobei im normalen Betrieb durch Auslenken des Nockenfolgeorgans aus der Vertiefung entlang der Flanke eine die Kon­ taktkraft bewirkende Spannung der Kontaktdruckfeder hervorgerufen wird,
• - das Nockenfolgeorgan in der Längsrichtung des Kontaktarmes an diesem verschiebbar geführt ist,
• - der zweite Nockenabschnitt so gestaltet ist, daß der Kontaktarm eine in Öffnungsrichtung wirkende Übertotpunktstellung einnimmt, und
• - am Ende des zweiten Nockenabschnittes ein die weitere Bewegung des Nockenfolgeorgans begrenzender Vorsprung angeordnet ist.

Bei der Anordnung nach der Erfindung ist der Kniehebel­ mechanismus an der elektrodynamischen Kontaktöffnung nicht beteiligt. Daher führen die jeweils verfügbaren elektro­ dynamischen Kräfte zu einer besonders hohen Öffnungsge­ schwindigkeit. Die Gestaltung der Nockenabschnitte ge­ stattet darüber hinaus eine Abstimmung des gesamten Be­ wegungsablaufes, d. h. des erzielbaren Öffnungswinkels und der Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der jeweils er­ reichten Winkelstellung des Kontaktarmes.

Eine reibungsarme und verkantungsfrei arbeitende Anord­ nung kann nach einer Weiterbildung dadurch geschaffen werden, daß die verschiebbare Führung des Nockenfolge­ organs an dem Kontaktarm einen Stift aufweist, der quer durch einen Längsschlitz des Kontaktarmes verläuft, daß Rollen auf dem Stift auf gegenüberliegenden Seiten des Kontaktarmes gelagert sind, daß der Antriebshebel zwei parallele Arme aufweist, die jeweils identische Nockenabschnitte besitzen, und daß die Rollen unter Vorspannung in Eingriff mit den Nockenabschnitten stehen.

Die Eignung der Kontaktanordnung nach der Erfindung für sehr hohe Kurzschlußströme von z. B. 50 000 A bei 480 V kann noch dadurch unterstützt werden, daß die parallelen Arme des Antriebshebels unter Bildung eines U-förmig gestalteten Körpers durch einen Steg verbunden sind, und daß die Schwenklagerung in der Nähe des Steges liegt.

Als Kontaktdruckfeder ist mit Vorteil eine Zugfeder ver­ wendbar, deren eines Ende an der Schwenklagerung verankert ist.

Die Kontaktanordnung nach der Erfindung hat die Eigenschaft, daß die Strombegrenzung keine Beteiligung des zugehörigen Kniehebelantriebes erfordert. Daher können zwei gleich ausgebildete Pole nebeneinander angeordnet und durch eine querverlaufende Kupplungsstange miteinander verbunden sein, um gleichzeitig die verschiedenen Schaltkontakte in die Öffnungsstellung bzw. die Schließstellung zu überführen, wobei nur einer der Antriebshebel mit der Totpunkt-Knie­ hebelanordnung verbunden ist.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Leistungsschalter- Formgehäuses, welcher die Lehren der Erfin­ dung erkennen läßt;

Fig. 2 eine Grundrißansicht des Leistungsschalters gemäß Fig. 1, wobei die Lichtbogenkammern, der automatische Überlastauslöser, die Gehäuseab­ deckung und die manuellen Bedienungsgriffe weggelassen sind, um die anderen Elemente des Leistungsschalters deutlicher erkennen zu lassen;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Bandleiters, auf dem der stationäre Kontakt angeordnet ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht des beweglichen Kontakt­ armes und bestimmter anderer Elemente, die hiermit in Wirkverbindung stehen;

Fig. 5 eine Ansicht des beweglichen Kontaktarmes und des Trägers von unten her in Richtung der Pfeile 5-5 gemäß Fig. 4 betrachtet;

Fig. 6 eine Ansicht der aus Fig. 4 ersichtlichen Elemente, betrachtet in Richtung der Pfeile 6-6 gemäß Fig. 4;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Antriebselementes für den beweglichen Kontaktarm;

Fig. 8 eine Stirnansicht des Antriebselementes, betrachtet in Richtung der Pfeile 8-8 gemäß Fig. 7;

Fig. 9a bis 9e Seitenansichten des beweglichen Kontaktarms in unterschiedlichen Stellungen; in Fig. 9a ist der Kontaktarm voll geschlossen, in den Fig. 9b und 9c ist der Kontaktarm in einer Stellung dargestellt, in der sich progressiv in die volle Öffnungsstellung gemäß Fig. 9d und in der Fig. 9e ist der Kontaktarm in seiner Stellung dargestellt, in der er gerade in Kontaktberührung gekommen ist und eine Kontaktverbindung zwischen den beweglichen und den stationären Kontakten herstellt.

Der Leistungsschalter 10 ist dreipolig ausgebildet und in einem Isolierstoffgehäuse untergebracht, welches ein flaches Unterteil 11 und ein Deckelgehäuse 12 umfaßt, die längs der Linie 14 aufeinanderpassen. Scheidewände 16 und 17 im Unterteil 11 erstrecken sich parallel zu den Seiten 18, 19, um das Unterteil in drei seitlich nebeneinander liegende, in Längsrichtung verlaufende Kammern zu unter­ teilen, von denen jede die stromführenden Elemente eines einzelnen Poles aufnimmt. In bekannter Weise nimmt außer­ dem die Mittelkammer, die zwischen den Scheidewänden 16, 17 liegt, auch einen gemeinsamen Kontaktbetätigungsmecha­ nismus 15 mit Freiauslösung in Gestalt eines Kniehebel-Totpunktschalters auf, der über eine querverlaufende isolierende Kupplungsstange 21 gleich­ zeitig alle Pole des Leistungsschalters 10 öffnet und schließt, wenn der Leistungsschalter manuell betätigt wird und gleichzeitig die Kontakte des Leistungsschalters 10 öffnet, wenn eine vorbestimmte mäßige Überlast oder mäßige Kurzschlüsse auftreten.

Da die stromführenden Elemente aller drei Pole im wesentlichen einander identisch sind, werden im folgen­ den nur die stromführenden Elemente eines Pols unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Demgemäß umfaßt der Strompfad zwischen der Leitungsanschlußklemme 22 und der Lastanschlußklemme 23 , die an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 11, 12 angeordnet sind, ein Kontaktstreifen 25 (Fig. 3), einen stationären Kontakt 26, einen beweglichen Kontakt 27, einen beweglichen Kon­ taktarm 28, einen leitenden Träger 29, eine Anschluß­ lasche 30, die integral mit dem Träger 29 hergestellt ist, ein leitendes Element 31 (im typischen Fall ein Bimetallheizelement, welches sich in den automatischen Auslöser 33 mit Überstromfühler erstreckt) und eine Anschlußlasche 32 mit der daran angeordneten Lastan­ schlußklemme 23.

Der Kniehebelteil des Kontaktbetätigungsmechanismus 15 weist einen unteren Lenker 34 und einen oberen Lenker 35 auf, die am Knie 36 schwenkbar miteinander verbunden sind. Zugschraubenfedern 37 sind zwischen dem Knie 36 und einem Querstift 38 ausgespannt und letzterer wird von dem Betätigungsglied 39 getragen und mit diesem bewegt, welches einen Isolierhandgriff-Fortsatz 40 auf­ weist, der durch das Deckelgehäuse 12, d. h. durch eine Öffnung 41 derselben hindurchsteht. Ein nicht darge­ stelltes festes Gelenk des Rahmens 42 trägt das Be­ tätigungsglied 39. Das Ende des oberen Kniehebel­ lenkers 35, welches dem Knie 36 abgewandt ist, ist mit einem Schwenkgelenk 44 an einer auslösbaren Wiege 43 montiert. Die Wiege 43 ist am Rahmen 42 mit einem Gelenk 46 verbunden und um letzteres im Gegenuhrzeiger­ sinn gemäß Fig. 1 verschwenkbar, um den Wiegen-Verrie­ gelungsmechanismus 47 in Eingriff mit einer lösbaren Klinke 48 zu bringen, die vom Auslöser 33 vorsteht. Das Ende des unteren Kniegelenk-Lenkers 34, das vom Knie 36 abgewandt ist, ist über einen Schwenkzapfen 49 mit einem Antriebshebel 50c, Antrieb an der Öffnung 51 (Fig. 7) verbunden. An einer Stelle, die vom Drehgelenk 49 ab­ gewandt liegt, ist der Antrieb 50c schwenkbar auf einem Schwenk­ stift 52 gelagert, der außerdem eine Schwenkverbindung zwischen dem beweglichen Kontaktarm 28 und dem Träger 29 herstellt. Wenn der Kniehebel 34, 35 - wie aus Fig. 4 ersichtlich - gestreckt wird, dann befindet sich der Antrieb 50c in seiner Schließstellung, und wenn der Kniehebel 34, 35 - wie in Fig. 1 dargestellt - eingeknickt ist, dann ist der Antrieb 50c im Gegenuhr­ zeigersinn um den Schwenkstift 52 in die Öffnungs­ stellung gemäß Fig. 1 verschwenkt.

Eine U-förmige Klammer 53 verbindet den Antrieb 50c mit der Kupplungsstange 1 in der Mitte derselben. Jeder der äußeren Pole ist mit einem Antrieb 50 ausgestattet. Der Unterschied zwischen den Antrieben 50c und 50 be­ steht darin, daß der erstere den schraffierten Abschnitt, der durch die strichlierte Linie 57 in Fig. 7 begrenzt ist, nicht aufweist, und daß die Öffnungen 51 nicht benutzt sind. Bei jedem der äußeren Pole ist der Antrieb mit der Kuppelstange 21 außerhalb des An­ triebs 50c verbunden. In bekannter Weise steht die querverlaufende Stange 21 durch Ausschnitte der Ge­ häusescheidewände 16, 17 hindurch, welche einen ge­ nügenden Freiraum schaffen, damit sich die Stange 21 frei bewegen kann, wenn sich die Antriebe 50c und 50 zwischen ihrer Öffnungsstellung und ihrer Schließ­ stellung bewegen. Diese Öffnungen der Scheidewände sind ansonsten mit Isolierblättern 56 bedeckt, die an der Stange 21 befestigt sind und mit dieser be­ nachbart zu den Scheidewänden 16, 17 beweglich sind.

Zum größten Teil sind die Antriebe 50c und 50 identisch, so daß nur der letztere Antrieb im einzelnen beschrie­ ben wird. Das heißt, der Antrieb 50 stellt ein allge­ mein U-förmig gestaltetes Teil dar, das parallele Arme 61 und 62 aufweist, die durch einen Steg 63 ver­ bunden sind, der Öffnungen 64 besitzt, die nicht dar­ gestellte Eingriffslaschen aufweisen, die von der Klammer 53 vorstehen. Jeder dieser Arme 61, 62 ist identisch, so daß nur der Arm 62 im einzelnen beschrieben wird. Dieser Arm 62 weist eine Öffnung 65 auf, durch die der Kontaktarm-Schwenkstift 52 hindurchsteht. Der Rand des Armes 62, der der Öffnung 65 abgewandt ist, ist mit einer Nockenvertiefung 66 und einem relativ langen Nockenabschnitt 67 benachbart zur Vertiefung 66 versehen. Am Ende des Nockenabschnittes 67 ist ein Vorsprung 68 vorgesehen, der in noch zu beschreibender Weise die Öffnungsbewegung des Kontaktarms 28 des äußeren Pols begrenzt, während die Abschaltung erfolgt. Die Öffnungsbewegung des Kontaktarms 28 des mittleren Pols wird durch Eingriff jenes Armes 28 mit dem querverlaufenden Element 69 (Fig. 1) des Rahmens 42 des Mechanismus begrenzt.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, weist der be­ wegliche Kontaktarm 28 parallel zueinander verlaufende Leiter (Abschnitte 71, 72) auf, die über den Hauptteil des Mittel­ abschnitts dicht benachbart zueinander verlaufen. An jenem Ende des Armes 28, an dem der bewegliche Kontakt 27 angeordnet ist, sind die Abschnitte 71 und 72 nach innen versetzt und stoßen dort aneinander und sind mit­ einander beispielsweise durch Hartlötung verbunden. An jenem Ende des Arms 28, das dem Kontakt 27 abgewandt ist, sind die Abschnitte 71, 72 nach außen versetzt und umschließen gabelartig eine Trägeröse 29. Die Ab­ schnitte 71 und 72 sind durch Tellerfedern 76, 77 gegen­ einander vorgespannt, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Armes 28 liegen und auf einem Stift 75 mon­ tiert, der durch aufeinander ausgerichtete Öffnungen in den Abschnitten 71, 72 hindurchsteht. Der Kopf 78 des Stiftes 75 hält die Tellerfeder 76, und ein Clip 79 liegt in einer Ringausnehmung in der Nähe des Endes des Stiftes 75, welches vom Kopf 78 abgewandt liegt, um die Tellerfeder 77 zu halten. Die von den Federn 76, 77 bewirkte Vorspannkraft gewährleistet, daß ein einwand­ freier Kontakt zwischen den Abschnitten 71 und 72 und dem Träger 29 gewährleistet ist, unabhängig davon, in welcher Winkelstellung sich der Kontaktarm 28 befindet.

Der Stromfluß erfolgt in den Abschnitten 71 und 72 des beweglichen Kontaktarms 28 in der gleichen Richtung und dadurch wird eine anziehende Kraft erzeugt, die die Vorspannkräfte unterstützt, welche durch die Teller­ federn 76, 77 erzeugt werden. Diese elektrodynamische Anziehungskraft ist insbesondere in dem dicht benach­ barten Mittelbereich zwischen den Abschnitten 71 und 72 wirksam. Wenn der Stromfluß sich vergrößert, dann steigt auch die elektrodynamische Kraft an und dient dazu, die Ausblaskräfte an der Berührungsfläche zwischen dem Träger 29 und den Abschnitten 71 und 72 zu versetzen, wobei diese Ausblaskräfte ansteigen wenn der Stromfluß ansteigt.

Die Abschnitte 71 und 72 sind außerdem mit ausgerich­ teten, in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen 81 aus­ gestattet, durch die querverlaufende Stifte 82 hindurch­ stehen. Längs der Außenseite eines jeden Abschnitts 71, 72 verläuft eine Zugschraubenfeder 83, die am Stift 52 und dem Querstift 82 verankert ist. Zwischen der Feder 83 und jedem Abschnitt 71, 72 befindet sich eine zylindri­ sche Nockenfolgerolle 84. Die Federn 83 spannen die Nockenfolgerollen 84 auf das Kontaktarm-Schwenkgelenk 52 und gegen die Oberfläche des Antriebs (50, 50c) vor, die Nockenabschnitte 66, 67 aufweist.

Unter normalen Betriebsbedingungen liegen die Nocken­ folgerollen 84 in den Vertiefungen 66, so daß bei Be­ tätigung des Antriebs zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung der Kontakte 26, 27 geschlossen bzw. geöffnet wird. Wenn jedoch die Kontakte 26, 27 geschlos­ sen sind und ein hoher Überlaststrom auftritt, dann be­ wirken die elektrodynamischen Kräfte eine Trennung der Kontakte 26, 27, wobei der Kontaktarm 28 in die Öffnungs­ stellung gemäß Fig. 1 überführt wird, bevor der Antrieb 50 Gelegenheit hat, sich von seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung zu bewegen. Wenn dies geschieht, bewirkt eine anfängliche Bewegung des Kontaktarmes 27 in Öffnungsrichtung des Leistungsschalters eine Be­ wegung des Nockenfolgeorgans 82, 84 nach oben gemäß Fig. 4, bis die Nockenfolgerollen 84 die Nockenvertiefungen 66 verlassen und auf den konvexen Nockenabschnitt 67 auflaufen. Die Grenze 86 (Fig. 7) zwischen den Nockenbahnen 66, 67 stellt die Totpunktstellung des Kontaktarms 28 dar. Wenn das Nockenfolgeorgan 82/84 sich in Kontaktöffnungs­ richtung bewegt, wie durch den Pfeil A in Fig. 7 an­ gedeutet, dann verläßt die Nockenrolle die Vertiefung 66 und bewegt sich über den Punkt 86 hinaus und durch die Feder 83 wird die Nockenfolgerolle 84 in Richtung des Pfeiles A vorgespannt. Die Krümmung der Nockenbahn 67 kann so gewählt werden, daß für die anfängliche Be­ wegung der Nockenfolgerolle 84 nach Verlassen der Ver­ tiefung 66 diese Bewegung sehr schnell verläuft. Diese Bewegung verlangsamt sich etwas, wenn die Nockenfolge­ rolle 84 den Vorsprung 68 erreicht, so daß dann die Nockenfolgerolle 84 den Vorsprung 68 berührt, obgleich sie in die Öffnungsstellung gemäß dem Pfeil A vorge­ spannt ist, und es besteht keine Gefahr, daß sich die Nockenfolgerolle über den Vorsprung 68 hinausbewegt. Außerdem erfolgt die Abbremsung der Nockenfolgerolle 84 in der Weise, daß keine Gefahr besteht, daß der Kontaktarm 28 in die Schließstellung zurückprallt, nach­ dem er durch elektromagnetische Kräfte in die Öffnungs­ stellung überführt worden ist, was schwerwiegende Über­ lastströme zur Folge haben könnte. Die darauf folgende Bewegung des Antriebs 50 in die Öffnungsstellung be­ wirkt eine Relativbewegung zwischen dem Antrieb 50 und dem Kontaktarm 28, um die Nockenfolgerolle 84 in die Nockenvertiefung 66 zu überführen.

Während der meisten Zeit befindet sich die Nockenfolge­ rolle 84 normalerweise in der tiefsten Lage in der Nockentasche 66. Diese Bedingung dauert während der Schließbewegung des Kontaktarms 28 fort bis zu jenem Punkt, wo der bewegliche Kontakt 27 anfangs den statio­ nären Kontakt 26 berührt. Der Antrieb 50 setzt jedoch seine Bewegung in Schließrichtung (im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1) fort, und dabei wird die Nockenfolge­ rolle 84 durch den Abschnitt 87 der Nockenvertiefung 66 erfaßt. Hierdurch wird der Querstift so beauf­ schlagt, daß er sich etwas vom Schwenkstift 52 wegbewegt, wodurch zusätzlich die Federn 83 gespannt werden. Ob­ gleich die Wirkungslinie der Federn 83 allgemein in Längsrichtung gegenüber dem Kontaktarm 28 verläuft, führt die Winkelbeziehung zwischen der Flanke 87 Nockenober­ fläche und der Nockenfolgerolle 84 zu einer rela­ tiv kräftigen Kraftkomponente in Kontaktschließrichtung.

Die Form des Nockenabschnittes 67 ist so zugeschnitten, daß während des elektromagnetischen Ausblasvorgangs der Kontaktarm 28 wirksam über die Totpunktstellung in Öffnungsrichtung befindlich ist, sobald die Nockenfolge­ rolle 84 über die Grenze 86 hinausbewegt ist. Es ist er­ sichtlich, daß diese letztgenannte Bedingung erreicht wird, nachdem eine relativ kleine Bewegung des Kontakt­ arms 28 in Öffnungsrichtung erfolgt ist.

Die elektrodynamischen Ausblaskräfte, die den Leistungs­ schalter 10 während hoher Fehlerbedingungen öffnen, rühren aus dem Zusammenwirken der magnetischen Felder her, die die Ströme im Kontaktarm 28 und dem stationären Kontaktstreifen 25 bewirken. Letzterer ist aus leitendem Blechmaterial ausge­ stanzt, wobei das Stanzverfahren eine allgemein U-förmige Ausnehmung schafft, die wirksam drei dicht benachbarte, langgestreckte Arme 102, 103, 104 bildet, die durch den Verbindungsabschnitt 106 an jenem Ende des Kontaktstreifens 25 verbunden sind, das der Leitungsanschluß­ klemme 22 abgewandt ist. Die Klemmenverbindung 107 des Kontaktstreifens 25 wirkt als Leitungsverbindung zwischen den Enden der äußeren Arme 103, 104, die dem Ver­ bindungsabschnitt 106 abgewandt sind. Die Querschnitts­ fläche der äußeren Arme 103, 104 ist im wesentlichen gleich, und die Querschnittsfläche des inneren Armes 102 ist im wesentlichen gleich der kombinierten Quer­ schnittsfläche der Arme 103 und 104.

Wenn der Leistungsschalter 10 geschlossen ist, dann liegt der bewegliche Kontaktarm 28 dem inneren Arm 102 sehr nahe an. Die Breite des Kontaktarmes 28 ist kleiner als die Breite des inneren Arms 102, und die Abstände zwischen dem inneren Arm 102 und den äußeren Armen 103, 104 ist sehr viel kleiner als die Dicke des Teils, aus dem der Streifen 25 ausgestanzt ist. Ein relativ steifes, flexibles Isolierblatt 110 ist zwischen den beweglichen Kontaktarm 28 und den Streifen 25 gefügt und bedeckt diesen über den größten Teil. Das Isolatorblatt 110 ist mit einem Ausschnitt 111 versehen, durch den der stationäre Kontakt 26 vorsteht. Perfora­ tionen innerhalb des Unterteils 11 positionieren den Streifen 25. Der Lichtbogenkontakt 105 wirkt als Klemme zum Halten des Kontaktstreifens 25. Das heißt, der Lichtbogen­ kontakt 105 ist mit einzelnen Öffnungen für zwei Schrauben 112 versehen, die in Gewindelöchern (nicht dargestellt) in dem Basisteil 11 eingeschraubt werden, nachdem sie durch den Stegabschnitt 114 des U-förmigen Ausschnitts 101 im Streifen 25 und die Öffnungen im Isolator 110 und dem Lichtbogenkontakt 105 gesteckt sind.

Der Strom, der in den Kontaktstreifen 25 an der Klemme 107 ein­ tritt, fließt in der gleichen Richtung durch die äußeren Arme 103, 104 und durch den Verbindungsab­ schnitt 106, vereinigt sich dann und fließt in der entgegengesetzten Richtung durch den inneren Arm 102. Zu dieser Zeit erfolgt der Stromfluß im beweglichen Kontaktarm 28 in einer Richtung entgegen der Stromfluß­ richtung durch den inneren Arm 102, so daß unter schwer­ wiegenden Fehlerstrombedingungen eine sehr starke elektrodynamische Kraft erzeugt wird, um den beweg­ lichen Kontaktarm 28 zurückzuschlagen, wodurch letzterer in Öffnungsrichtung bewegt wird. Während die Ströme, die in dem Kontaktarm 28 und den äußeren Armen 103, 104 fließen, in der gleichen Richtung verlaufen, sind die Anziehungskräfte nicht wesentlich im Vergleich mit den abstoßenden Kräften, die zwischen dem Innenarm 102 und dem Kontaktarm 28 erzeugt werden, weil ein größerer Raum zwischen den Armen 28 und 103, 104 im Vergleich mit dem Abstand zwischen den Armen 28 und 102 besteht. Der Arm 28 ist gegenüber den Armen 103, 104 versetzt, so daß nur die anziehenden Kraftkomponenten in der Bewegungsebene für den Kontaktarm 28 der abstoßenden Kraft entgegenwirkt. Die anziehenden Kräfte, die normal zur Bewegungsebene des Kontaktarms 28 wirken, sind gleich und in entgegengesetzten Richtungen, so daß keine resultierende Wirkung zustande kommt.

Im folgenden wird auf die Fig. 9a bis 9e Bezug genommen. Die Achse des Schwenkstiftes 52 des Kontakt­ armes ist im Träger 29 festgelegt und steht über die ausgerichteten vergrößerten Öffnungen 99 in den Abschnitten 71, 72 vor. In Fig. 9a sind die Kontakte 26, 27 in ihrer vollen Schließstellung ge­ zeigt. Die anfängliche Öffnungsbewegung des Kontakt­ arms 28 findet um den Schwenkstift 52 statt, der in dem oberen Abschnitt der Öffnung 99 zu liegen kommt (Fig. 9b). An den nach außen versetzten Abschnitten der Abschnitte 71, 72 ist jeweils eine Zunge 98 angeordnet, die an der oberen Oberfläche 97 der Anschluß­ lasche 30 angreift. Wenn diese Berührung erfolgt, dann verschiebt sich der Schwenkpunkt für den Kontaktarm 28 nach den Zungen 98, und die Lage des Schwenkstiftes 52 innerhalb der Öffnung 99 ändert sich, wie aus Fig. 9c ersichtlich ist, bis die volle Öffnungsstellung ge­ mäß Fig. 9d erreicht ist, wobei der Stift 52 sich am Grund der Öffnung 99 und benachbart zu dessen Nockenfläche 96 befindet. Der Schwenkstift 52 verbleibt in dieser Lage relativ zur Öffnung 99 während der Schließbe­ wegung des Kontaktarms 28, bis ein anfänglicher Ein­ griff zwischen dem beweglichen Kontakt 27 und dem stationären Kontakt 26 (Fig. 9e) stattfindet. Jedoch dauert eine nach unten gerichtete Kraft fort, die durch die Kniehebel 34, 35 auf den Antrieb 50 wirkt, was wiederum eine nach unten gerichtete Kraft auf dem Kontaktarm 28 zur Folge hat, wodurch bewirkt wird, daß letzterer etwas um den Angriffspunkt zwischen den Kontakten 26 und 27 verschwenkt wird. Dies bewirkt, daß das gegenüberliegende Ende des Kontaktarmes 28 sich nach unten bewegt und dabei wird die Nockenfläche 96 so beaufschlagt, daß sie am Schwenkstift 52 entlang läuft. Dadurch wird der Kontaktarm 28 gemäß Fig. 9e nach links in die Schließstellung gemäß Fig. 9a bewegt, wodurch bewirkt wird, daß der bewegliche Kon­ takt über der oberen Oberfläche des stationären Kontaktes 26 schleift.

Claims (1)

1. Leistungsschalter mit einem stationären Kontakt (26), einem beweglichen Kontakt (27) und einem Kontaktbetätigungs­ mechanismus, der den beweglichen Kontakt (27) zur Öffnung und zum Schließen des Schalters bewegt,

• - wobei der Kontaktbetätigungsmechanismus einen Kontakt­ arm (28) aufweist, der den beweglichen Kontakt (27) trägt,
• - und wobei ein Antriebshebel (50, 50c) den Kontaktarm (28) zwischen Öffnungs- und Schließstellung bewegt,
• - und wobei ein durch eine Feder (37) vorgespannter Frei­ schaltmechanismus mit Totpunkt-Kniehebelanordnung (34, 35) den Antriebshebel (50, 50c) in die Schließ­ stellung bzw. in die Öffnungsstellung überführt und
• - der Antriebshebel (50, 50c) eine Nockenanordnung mit einem ersten (66) und einem zweiten Nockenabschnitt (67) aufweist,
• - eine Feder (83) ein Nockenfolgeorgan (82, 84) auf der Nockenbahn unter normalen Strombelastungen in Eingriff mit dem ersten Nockenabschnitt (66) hält,
• - ein Leiter (102) mit dem stationären Kontakt (26) verbunden ist, der in Längsrichtung des Kontaktarmes (28) verläuft und in Längsrichtung hierzu angeordnet ist, wenn die Kontakte (26, 27) geschlossen sind, wobei der Leiter (102) betriebsmäßig mit dem Kontaktarm (28) verbunden ist, um einen Stromfluß in Gegenrichtung durch den Leiter (102) und den Kontaktarm (28) zu schicken, um elektrodynamische Kräfte zu erzeugen, die die Kon­ takte zu öffnen suchen, so daß beim Überschreiten vorbestimmter Überlastströme die auf den Kontaktarm (28) wirkenden elektrodynamischen Kräfte die von der Feder (83) ausgeübte Kraft überwinden und der Kontaktarm (28) in seine Öffnungsstellung bewegt wird, während der Antriebshebel (50, 50c) in Schließstellung verbleibt und das Nockenfolgeorgan (82, 84) von dem ersten Nockenabschnitt (66) zu dem zweiten Nockenabschnitt (67) übertritt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Antriebshebel (50, 50c) gleichachsig mit dem Kontaktarm (28) schwenkbar gelagert ist,
  • - der erste Nockenabschnitt (66) als Vertiefung ausgebildet ist, an die sich eine Flanke (87) als Übergang zu dem zweiten Nockenabschnitt (67) anschließt,
  • - eine Kontaktdruckfeder (83) etwa in der Längsrichtung des Kontaktarmes (28) angeordnet ist und mit ihrem einen Ende an dem Nockenfolgeorgan (82, 84) in Richtung auf das Schwenklager (52, 65) des Kontaktarmes (28) und des Antriebshebels (50, 50c) vorspannt, wobei im normalen Betrieb durch Auslenken des Nockenfolgeorgans (82, 84) aus der Vertiefung (66) entlang der Flanke (87) eine die Kontaktkraft bewirkende Spannung der Kontaktdruckfeder (83) hervorgerufen wird,
  • - das Nockenfolgeorgan (82, 84) in der Längsrichtung des Kontaktarmes (28) an diesem verschiebbar geführt ist,
  • - der zweite Nockenabschnitt (67) so gestaltet ist, daß der Kontaktarm (28) eine in Öffnungsrichtung wirkende Übertotpunktstellung einnimmt, und
  • - am Ende des zweiten Nockenabschnittes (67) ein die weitere Bewegung des Nockenfolgeorgans (82, 84) begrenzender Vorsprung (68) angeordnet ist.
• 2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Führung des Nockenfolgeorgans (82, 84) an dem Kontaktarm (28) einen Stift (82) aufweist, der quer durch einen Längsschlitz (81) des Kontaktarmes (28) verläuft, daß Rollen (84) auf dem Stift (82) auf gegenüberliegenden Seiten des Kontaktarmes (28) gelagert sind, daß der Antriebshebel (50, 50c) zwei parallele Arme (61, 62) aufweist, die jeweils identische Nockenabschnitte (66, 67) besitzen, und daß die Rollen (84) unter Vorspannung in Eingriff mit den Nockenabschnitten (66, 67) stehen.
• 3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Arme (61, 62) des Antriebshebels (50, 50c) unter Bildung eines U-förmig gestalteten Körpers durch einen Steg (63) verbunden sind und daß die Schwenklagerung (52, 65) in der Nähe des Steges (63) liegt.
• 4. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdruckfeder (83) eine Zugfeder ist, deren eines Ende an der Schwenklagerung (52, 65) verankert ist.
• 5. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleich ausgebildete Pole nebeneinander angeordnet sind und daß eine querverlaufende Kupplungsstange (21) beide Antriebshebel (50, 50c) miteinander verbindet, um gleichzeitig die verschiedenen Schaltkontakte (26, 27) in die Öffnungsstellung bzw. die Schließstellung zu überführen, wobei nur einer der Antriebshebel (50c) mit der Totpunkt- Kniehebelanordnung (34, 35) verbunden ist.