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EP0091082A1 - Electromagnetically operable switching device - Google Patents

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Publication number
EP0091082A1
EP0091082A1 EP83103136A EP83103136A EP0091082A1 EP 0091082 A1 EP0091082 A1 EP 0091082A1 EP 83103136 A EP83103136 A EP 83103136A EP 83103136 A EP83103136 A EP 83103136A EP 0091082 A1 EP0091082 A1 EP 0091082A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
spring
switching device
armature
movable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83103136A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0091082B1 (en
Inventor
Karl-Erik Ing. Jönsson
Gösta Ing. Lindgren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Norden Holding AB
Original Assignee
ASEA AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASEA AB filed Critical ASEA AB
Publication of EP0091082A1 publication Critical patent/EP0091082A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0091082B1 publication Critical patent/EP0091082B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated switching device according to the preamble of claim 1.
  • the switching device can in particular be a contactor.
  • the contactors of larger contactors consist of a moving main contact and one or two fixed main contacts for each phase.
  • the contacts are usually made with contact elements (contact pads) made of any silver alloy, e.g. Silver cadmium oxide, provided.
  • the silver alloy is an expensive material and the cost of the contact elements is a significant part of the total cost of a contactor. It is therefore desirable to be able to reduce the amount of silver required.
  • the springs are arranged so that they act on a contact bridge carrier attached to the magnet armature with a restoring force directed directly against the tensile force of the magnet.
  • the switch-off springs are compressed, so that the counterforce of the spring increases as the magnetic air gap becomes smaller. Since the actuating magnet must additionally overcome the counterforce of the contact pressure springs during the final phase of the switch-on process, a relatively strong actuating magnet is required in the known construction. As a result, the dimensions, the price and the power requirement of the contactor are relatively large.
  • the invention has for its object to develop a switching device of the type mentioned, in which the amount of silver required in the contact system can be reduced without having to increase the dimensions of the switching device at the same time.
  • an electromagnetically actuated switching device according to the preamble of claim 1 is proposed, which has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
  • the invention is thus based on the one hand using a contact system with a movable main contact and a movable arcing contact, which are acted upon by separate contact pressure springs, and on the other hand using a magnet system with a so-called degressive switch-off spring.
  • the arcing contact closing and interrupting the main circuit and the main contact carrying the predominant current, for example approx. 95%, in the stationary switched-on state it is possible to cover the contact of the arcing contacts to produce silver-free material.
  • This material can be, for example, copper cadmium oxide or copper tungsten. Only the main contacts are given a contact coating made of silver-containing material. De the main contacts work almost arc-free (close and open), the burn-off on these contacts is very low, so that the contact pads can be relatively small. The total amount of silver for such a contactor can therefore be reduced considerably.
  • the contactor shown in the figures has three poles and is designed for a nominal voltage of 660 V, for example.
  • the rated current of the contactor can range from 40 to 800 A, for example.
  • the contactor is built on a base 1 made of die-cast light metal.
  • the base carries a holder 2 made of plastic with connecting rails 3, 4, with which it is inserted into an external main circuit.
  • the contactor of the contactor which is shown in the figures in the switched-off position, is surrounded by an arc shield 5 (FIG. 2) made of plastic, which is provided with extinguishing plates 6.
  • the contact device comprises two switching points electrically connected in series per phase, each of which is arranged in a switching chamber 7, 6 assigned to it and formed in the arc shield.
  • Each switching point has a fixed contact 9 or 10, which is attached to the connecting rail 3 or 4.
  • the fixed contacts are connected to one another in the closed contact position by a contact bridge, which consists of a movable main contact 11 and a movable arcing contact 12.
  • the contact bridge is arranged in an opening 13 of a contact guide 14 which is connected to the armature 15 of the actuating magnet of the contactor, the magnetic core and coil of which are designated 16 and 17, respectively.
  • the armature 15 is acted upon by four opening springs 18 (FIGS. 2-4). When the coil 17 is de-energized, these springs 18 press the armature 15 into the position shown in FIG. 2.
  • the contact bridge 11, 12 runs between the legs 19 of a U-shaped bracket 20, the is axially movable in the contact guide 14.
  • the free ends of the bracket legs 19 are connected by a pin 21.
  • a leaf spring 22 is arranged between this pin and the movable arcing contact 12.
  • two helical contact pressure springs 23, 24 are arranged coaxially with different diameters.
  • the spring 23 with the smaller diameter is connected to the movable main contact 11 via a centrally arranged pin 25, while the larger spring 24 acts on the movable arcing contact 12 via the bracket 20, the pin 21 and the leaf spring 22.
  • the movable main contact 11 is preferably made of copper and is provided with a contact coating 26 made of a silver alloy, e.g. Silver cadmium oxide, provided to carry out the electrical contact function.
  • a silver alloy e.g. Silver cadmium oxide
  • the movable arcing contact 12 is preferably made of steel and is provided with a contact coating 27 made of silver-free contact material, e.g. Copper cadmium oxide or copper tungsten.
  • the fixed contacts 9, 10 are preferably made of copper and are each provided with two contact pads 28, 29, which are arranged in pairs on different levels.
  • the contact pads 28 cooperate with the contact pads 26 of the movable main contact 11 and consist of the same silver alloy as this.
  • the other contact pads 29 of the fixed contacts work together with the contact pads 27 of the arcing contact 12 and consist of the same silver-free material as this.
  • the fixed contacts 9, 10 are also provided with arcing horns 30.
  • the opening springs 18 are coil springs, each of which is on a support pin 31 is arranged, which is inclined in relation to the direction of movement of the contact guide 14.
  • One end of the pin 31 protrudes into a hole 32 in a bearing housing 33 and is rotatably connected at its other end to a return pin 34 via a bearing point 35.
  • the support pin 31 is pressed against the bearing point 35 by a spring 18 which is supported on the bearing housing 33 and acts on the contact guide via the pins 31 and 34 in the contact-opening direction.
  • the contactor has two return pins 34, each of which is located on one side of the actuating magnet 16, 17.
  • Each of these return pins has two switch-off springs 18 (FIG. 4) which are arranged in a V-shape in relation to one another and are arranged on opposite sides of the return pin.
  • the tensile force of the magnet increases continuously as the magnetic air gap becomes smaller.
  • the angular position of which in relation to the return pin 34 changes with the displacement of this return pin in such a way that the component of the spring force which counteracts the magnetic force becomes smaller.
  • the movable contact device is accelerated quickly.
  • the total counterforce increases in two steps, namely that first the contact closure of the arcing contacts 12 and then the contact closure of the main contacts 11 take place.
  • the magnet must then also overcome the counterforce of the contact pressure springs 24 and 23 in addition to the counterforce of the opening springs 18.
  • the counterforce of the opening springs 18 in this phase is smaller than in the fully open position of the contactor, a lower magnetic pull force and thus a smaller contactor magnet is required than in the spring arrangements of the known contactors.
  • the contact pads 26, 28 can therefore be small, for example less than a third of the volume of the arcing contact pads 27, 29. As a result, the amount of silver required is relatively small, which leads to a considerable reduction in the costs for the contactor.

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Abstract

Elektromagnetisch betätigbares Schaltgerät (Schütz) mit einer beweglichen Kontaktbrücke (11, 12), die mit dem Magnetanker (15) derart verbunden ist, daß sich die Kontaktbrücke (11, 12) translatorisch in derselben Richtung wie der Anker zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung bewegt. Die Kontaktbrücke besteht aus einem beweglichen Hauptkontakt (11) mit einem verhältnismäßig kleinen Kontaktbelag (26) aus einer Silberlegierung und einem beweglichen Lichtbogenkontakt (12) mit einem Kontaktbelag (27) aus silberfreiem Material. Der Lichtbogenkontakt 12 schließt und unterbricht den Hauptstromkreis, während der Hauptkontakt (11) im eingeschalteten stationären Zustand fast den gesamten Strom führt. Die Kontakte (11, 12) haben getrennte Federsysteme (23, 24). Das Schaltgerät hat mindestens eine Ausschaltfeder (18), die im Verhältnis zur Bewegungsrichtung des Ankers (15) schräggestellt ist und zwischen zwei Lagerstellen (33, 35) eingespannt ist, von denen die eine (33) ortsfest ist und die andere (35) der Bewegung des Ankers (15) bei Betätigung des Schaltgerates folgt. Durch die damit verbundene Anderung der Schragstellung der Feder in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Ankers nimmt die Kraft, mit der die Ausschaltfeder (18) der Zugkraft des Magneten entgegenwirkt, mit kleiner werdendem Luftspalt des Magneten beim Einschalten ab. Dadurch ist es möglich, daß trotz doppelter Kontakt- und Federsysteme der Betätigungsmagnet verhältnismäßig klein sein kann.Electromagnetically actuated switching device (contactor) with a movable contact bridge (11, 12) which is connected to the magnet armature (15) in such a way that the contact bridge (11, 12) moves translationally in the same direction as the armature between the switched-on position and the switched-off position . The contact bridge consists of a movable main contact (11) with a relatively small contact coating (26) made of a silver alloy and a movable arcing contact (12) with a contact coating (27) made of silver-free material. The arcing contact 12 closes and interrupts the main circuit, while the main contact (11) carries almost all of the current when the stationary state is switched on. The contacts (11, 12) have separate spring systems (23, 24). The switching device has at least one switch-off spring (18), which is inclined in relation to the direction of movement of the armature (15) and is clamped between two bearing points (33, 35), one of which (33) is stationary and the other (35) of the Movement of the armature (15) follows when the switching device is actuated. As a result of the change in the inclination of the spring in relation to the direction of movement of the armature, the force with which the switch-off spring (18) counteracts the tensile force of the magnet decreases as the air gap of the magnet becomes smaller when the switch is switched on. This makes it possible for the actuating magnet to be relatively small in spite of double contact and spring systems.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei dem Schaltgerät kann es sich insbesondere um ein Schütz handeln.The invention relates to an electromagnetically actuated switching device according to the preamble of claim 1. The switching device can in particular be a contactor.

Normalerweise bestehen die Kontaktvorrichtungen größerer Schütze aus einem beweglichen Hauptkontakt und einem oder zwei festen Hauptkontakten für jede Phase. Um die Gefahr einer Kontaktverschweißung zu verringern und die Lebensdauer der Kontakte zu erhöhen, sind die Kontakte in der Regel mit Kontaktelementen (Kontaktbelägen) aus irgendeiner Silberlegierung, wie z.B. Silberkadmiumoxyd, versehen. Bei den Silberlegierungen handelt es sich um teures Material, und die Kosten für die Kontaktelemente stellen einen erheblichen Teil der Gesamtkosten eines Schützes dar. Es ist daher wünschenswert, die erforderliche Silbermenge reduzieren zu können.Normally, the contactors of larger contactors consist of a moving main contact and one or two fixed main contacts for each phase. In order to reduce the risk of contact welding and increase the service life of the contacts, the contacts are usually made with contact elements (contact pads) made of any silver alloy, e.g. Silver cadmium oxide, provided. The silver alloy is an expensive material and the cost of the contact elements is a significant part of the total cost of a contactor. It is therefore desirable to be able to reduce the amount of silver required.

Es ist bereits bekannt, bei Schützen separate bewegliche Haupt- und Lichtbogenkontakte mit getrennten Federsystemen zu verwenden (siehe z.B. die DE-AS 1 237 667 und die FR-PS 1 431 326). Mit einer solchen Ausführung erreicht man, daß der Hauptstromkreis von dem Lichtbogenkontakt geschlossen und unterbrochen wird, während in der Einschaltstellung des Schützes der überwiegende Teil des Stromes über den Hauptkontakt fließt. Diese Schütze mit Doppelkontakten haben jedoch den Nachteil, daß zu ihrer Einschaltung eine verhältnismäßig große Betätigungsleistung erforderlich ist. Die bekannten Schütze sind nämlich mit rückstellenden Schraubenfedern versehen, deren Längsachse in der Bewegungsrichtung des Magnetankers verläuft. Die Federn sind so angeordnet, daß sie auf einen am Magnetanker befestigten Kontaktbrückenträger mit einer direkt gegen die Zugkraft des Magneten gerichteten Rückstellkraft wirken. Beim Einschalten eines solchen Schützes werden die Ausschaltfedern zusammengedrückt, so daß die Gegenkraft der Feder mit kleiner werdendem Magnetluft- spalt immer größer wird. Da der Betätigungsmagnet während der Endphase des Einschaltvorganges zusätzlich noch die Gegenkraft der Kontaktdruckfedern überwinden muß, ist bei der bekannten Konstruktion ein verhältnismäßig kräftiger Betätigungsmagnet erforderlich. Dies hat zur Folge, daß die Abmessungen, der Preis und der Leistungsbedarf des Schützes verhältnismäßig groß sind.It is already known to use separate movable main and arcing contacts with separate spring systems for contactors (see, for example, DE-AS 1 237 667 and FR-PS 1 431 326). With such a design it is achieved that the main circuit is closed and interrupted by the arcing contact, while in the switched-on position of the contactor the major part of the current flows through the main contact. However, these contactors with double contacts have the disadvantage that a relatively large actuating power is required to switch them on. The known contactors are provided with resetting coil springs, the longitudinal axis of which extends in the direction of movement of the magnet armature. The springs are arranged so that they act on a contact bridge carrier attached to the magnet armature with a restoring force directed directly against the tensile force of the magnet. When such a contactor is switched on, the switch-off springs are compressed, so that the counterforce of the spring increases as the magnetic air gap becomes smaller. Since the actuating magnet must additionally overcome the counterforce of the contact pressure springs during the final phase of the switch-on process, a relatively strong actuating magnet is required in the known construction. As a result, the dimensions, the price and the power requirement of the contactor are relatively large.

Es ist auch bekannt, (z.B. durch die DE-AS 1 140 263 und die US-PS 3 873 952) bei einem Schütz mit einem konventionellen Kontaktsystem die Ausschaltfedern derart anzuordnen, da5 die von den Federn herrührende Rückstellkraft beim Einschalten abnimmt.It is also known (e.g. from DE-AS 1 140 263 and US Pat. No. 3,873,952) to arrange the opening springs in a contactor with a conventional contact system in such a way that the restoring force resulting from the springs decreases when switched on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die erforderliche Silbermenge im Kontaktsystem reduziert werden kann, ohne gleichzeitig die Abmessungen des Schaltgerätes erhöhen zu müssen.The invention has for its object to develop a switching device of the type mentioned, in which the amount of silver required in the contact system can be reduced without having to increase the dimensions of the switching device at the same time.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektromagnetisch betätigbares Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, welches die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.To solve this problem, an electromagnetically actuated switching device according to the preamble of claim 1 is proposed, which has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung beruht somit darin, daß einerseits ein Kontaktsystem mit einem beweglichen Hauptkontakt und einem beweglichen Lichtbogenkontakt verwendet wird, die von getrennten Kontaktdruckfedern beaufschlagt werden, und andererseits ein Magnetsystem mit einer sogenannten degressiven Ausschaltfeder verwendet wird.The invention is thus based on the one hand using a contact system with a movable main contact and a movable arcing contact, which are acted upon by separate contact pressure springs, and on the other hand using a magnet system with a so-called degressive switch-off spring.

Durch die Verwendung von separaten beweglichen Haupt- und Lichtbogenkontakten mit getrennten Federsystemen, wobei der Lichtbogenkontakt den Hauptstromkreis schließt und unterbricht und der Hauptkontakt den überwiegenden Strom, beispielsweise ca. 95 %, im stationären eingeschalteten Zustand führt, ist es möglich, den Kontaktbelag der Lichtbogenkontakte aus Silberfreiem Material herzustellen. Bei diesem Material kann es sich beispielsweise um Kupferkadmiumoxyd oder Kupfer-Wolfram handeln. Lediglich die Hauptkontakte erhalten einen Kontaktbelag aus silberhaltigem Material. De die Hauptkontakte nahezu lichtbogenfrei arbeiten (schließen und öffnen), ist der Abbrand an diesen Kontakten sehr gering, so das die Kontaktbeläge verhältnismäßig klein sein können. Die Gesamtsilbermenge für einen solchen Schütz kann daher erheblich reduziert werden. Durch die gleichzeitige Verwendung einer Ausschaltfeder mit negativer Kraftcharakteristik wird erreicht, daß trotz doppelter Kontakt- und Federsysteme ein verhältnismäßig kleiner Betätigungsmagnet ausreichend ist, ohne daß hierdurch eine sichere Einschaltung in einem einzigen Schritt beeinträchtigt wird. Dies führt zu niedrigen Herstellungskosten und einem niedrigen Leistungsverbrauch.By using separate movable main and arcing contacts with separate spring systems, the arcing contact closing and interrupting the main circuit and the main contact carrying the predominant current, for example approx. 95%, in the stationary switched-on state, it is possible to cover the contact of the arcing contacts To produce silver-free material. This material can be, for example, copper cadmium oxide or copper tungsten. Only the main contacts are given a contact coating made of silver-containing material. De the main contacts work almost arc-free (close and open), the burn-off on these contacts is very low, so that the contact pads can be relatively small. The total amount of silver for such a contactor can therefore be reduced considerably. The simultaneous use of a switch-off spring with a negative force characteristic ensures that, despite double contact and spring systems, a relatively small actuating magnet is sufficient, without this impairing safe switching on in a single step. This leads to low manufacturing costs and low power consumption.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es zeigen:

  • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltgerätes nach der Erfindung in Vorderansicht,
  • Figur 2 einen Schnitt durch das Schaltgerät nach Fig. 1 längs der Linie A-A in Fig. 1,
  • Figur 3 einen Schnitt durch das Schaltgerät nach Fig. 1 längs einer Linie B-B in Fig. 2,
  • Figur 4 einen Schnitt durch den Sockel des Schaltgerätes längs der Linie C-C in Fig. 3.
On the basis of the embodiment shown in the figures, the invention will be described in more detail. Show it:
  • 1 shows an embodiment of a switching device according to the invention in front view,
  • FIG. 2 shows a section through the switching device according to FIG. 1 along the line AA in FIG. 1,
  • 3 shows a section through the switching device according to FIG. 1 along a line BB in FIG. 2,
  • 4 shows a section through the base of the switching device along the line CC in Fig. 3rd

Das in den Figuren gezeigten Schütz ist dreipolig und ist für eine Nennspannung von beispielsweise 660 V ausgelegt. Der Nennstrom des Schützes kann beispielsweise im Bereich von 40 bis 800 A liegen. Das Schütz ist auf einem Sockel 1 aus druckgegossenem Leichtmetall aufgebaut. Der Sockel trägt einen aus Kunststoff hergestellten Halter 2 mit Anschlußschienen 3, 4, mit denen es in einen äußeren Hauptstromkreis eingefügt wird.The contactor shown in the figures has three poles and is designed for a nominal voltage of 660 V, for example. The rated current of the contactor can range from 40 to 800 A, for example. The contactor is built on a base 1 made of die-cast light metal. The base carries a holder 2 made of plastic with connecting rails 3, 4, with which it is inserted into an external main circuit.

Die Kontaktvorrichtung des Schützes, die in den Figuren in Ausschaltstellung gezeigt ist, ist von einem aus Kunststoff bestehenden Lichtbogenschirm 5 (Figur 2) umgeben, der mit Löschblechen 6 versehen ist. Die Kontaktvorrichtung umfaßt pro Phase zwei elektrisch in Reihe geschaltete Schaltstellen, von denen jede in einer ihr zugeordneten, im Lichtbogenschirm gebildeten Schaltkammer 7, 6 angeordnet ist.The contactor of the contactor, which is shown in the figures in the switched-off position, is surrounded by an arc shield 5 (FIG. 2) made of plastic, which is provided with extinguishing plates 6. The contact device comprises two switching points electrically connected in series per phase, each of which is arranged in a switching chamber 7, 6 assigned to it and formed in the arc shield.

Jede Schaltstelle hat einen festen Kontakt 9 bzw. 10, der an der Anschlußschiene 3 bzw. 4 befestigt ist. Die festen Kontakte sind in geschlossener Kontaktstellung durch eine Kontaktbrücke miteinander verbunden, die aus einem beweglichen Hauptkontakt 11 und einem beweglichen Lichtbogenkontakt 12 besteht. Die Kontaktbrücke ist in einer Öffnung 13 eines Kontaktführers 14 angeordnet, der mit dem Anker 15 des Betätigungsmagneten des Schützes verbunden ist, dessen Magnetkern und Spule mit 16 bzw. 17 bezeichnet sind. Der Anker 15 wird von vier Ausschaltfedern 18 (Fig. 2 - 4) beaufschlagt. Wenn die Spule 17 stromlos ist, pressen diese Federn 18 den Anker 15 in die in Figur 2 gezeigte Lage. Die Kontaktbrücke 11, 12 verläuft zwischen den Schenkeln 19 eines U-förmigen Bügels 20 hindurch, der in dem Kontaktführer 14 axial beweglich ist. Die freien Enden der Bügelschenkel 19 sind durch einen Stift 21 verbunden. Zwischen diesem Stift und dem beweglichen Lichtbogenkontakt 12 ist eine Blattfeder 22 angeordnet.Each switching point has a fixed contact 9 or 10, which is attached to the connecting rail 3 or 4. The fixed contacts are connected to one another in the closed contact position by a contact bridge, which consists of a movable main contact 11 and a movable arcing contact 12. The contact bridge is arranged in an opening 13 of a contact guide 14 which is connected to the armature 15 of the actuating magnet of the contactor, the magnetic core and coil of which are designated 16 and 17, respectively. The armature 15 is acted upon by four opening springs 18 (FIGS. 2-4). When the coil 17 is de-energized, these springs 18 press the armature 15 into the position shown in FIG. 2. The contact bridge 11, 12 runs between the legs 19 of a U-shaped bracket 20, the is axially movable in the contact guide 14. The free ends of the bracket legs 19 are connected by a pin 21. A leaf spring 22 is arranged between this pin and the movable arcing contact 12.

Im Bügel 20 sind zwei schraubenförmige Kontaktdruckfedern 23, 24 mit verschiedenen Durchmessern koaxial angeordnet. Die Feder 23 mit dem kleineren Durchmesser ist über einen zentral angeordneten Stift 25 mit dem beweglichen Hauptkontakt 11 verbunden, während die größere Feder 24 über den Bügel 20, den Stift 21 und die Blattfeder 22 auf den beweglichen Lichtbogenkontakt 12 wirkt.In the bracket 20, two helical contact pressure springs 23, 24 are arranged coaxially with different diameters. The spring 23 with the smaller diameter is connected to the movable main contact 11 via a centrally arranged pin 25, while the larger spring 24 acts on the movable arcing contact 12 via the bracket 20, the pin 21 and the leaf spring 22.

Der bewegliche Hauptkontakt 11 besteht vorzugsweise aus Kupfer und ist an jedem Ende mit einen Kontaktbelag 26 aus einer Silberlegierung, z.B. Silberkadmiumoxyd, zur Durchführung der elektrischen Kontaktfunktion versehen.The movable main contact 11 is preferably made of copper and is provided with a contact coating 26 made of a silver alloy, e.g. Silver cadmium oxide, provided to carry out the electrical contact function.

Der bewegliche Lichtbogenkontakt 12 besteht vorzugsweise aus Stahl und ist mit einem Kontaktbelag 27 aus silberfreiem Kontaktmaterial, z.B. Kupferkadmiumoxyd oder Kupfer-Wolfram, versehen.The movable arcing contact 12 is preferably made of steel and is provided with a contact coating 27 made of silver-free contact material, e.g. Copper cadmium oxide or copper tungsten.

Die festen Kontakte 9,10 werden vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und sind mit je zwei Kontaktbelägen 28, 29 versehen, die paarweise in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Die Kontaktbeläge 28 arbeiten mit den Kontaktbelägen 26 des beweglichen Hauptkontaktes 11 zusammen und bestehen aus derselben Silberlegierung wie diese. Die anderen Kontaktbeläge 29 der festen Kontakte arbeiten mit den Kontaktbelägen 27 des Lichtbogenkontaktes 12 zusammen und bestehen aus demselben silberfreien Material wie diese. Die festen Kontakte 9, 10 sind außerdem mit Lichtbogenhörnern 30 versehen.The fixed contacts 9, 10 are preferably made of copper and are each provided with two contact pads 28, 29, which are arranged in pairs on different levels. The contact pads 28 cooperate with the contact pads 26 of the movable main contact 11 and consist of the same silver alloy as this. The other contact pads 29 of the fixed contacts work together with the contact pads 27 of the arcing contact 12 and consist of the same silver-free material as this. The fixed contacts 9, 10 are also provided with arcing horns 30.

Bei den Ausschaltfedern 18 (Fig. 2 - 4) handelt es sich um Schraubenfedern, von denen jede auf einem Stützstift 31 angeordnet ist, der im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung des Kontaktführers 14 schräggestellt ist. Das eine Ende des Stiftes 31 ragt in ein Loch 32 in einem Lagergehäuse 33 und ist mit seinem anderen Ende über eine Lagerstelle 35 drehbar an einen Rückführstift 34 angeschlossen. Der Stützstift 31 wird gegen die Lagerstelle 35 von einer Feder 18 gepreßt, die sich an dem Lagergehäuse 33 abstützt und über die Stifte 31 und 34 in kontaktöffnender Richtung auf den Kontaktführer wirkt. Das Schütz hat zwei Rückführstifte 34, von denen jeder auf einer Seite des Betätigungsmagneten 16, 17 angeordnet ist. Auf jeden dieser Rückführstifte wirken zwei im Verhältnis zueinander V-förmig angeordnete Ausschaltfedern 18 (Fig. 4), die auf gegenüberliegenden Seiten des Rückführstiftes angeordnet sind.The opening springs 18 (FIGS. 2-4) are coil springs, each of which is on a support pin 31 is arranged, which is inclined in relation to the direction of movement of the contact guide 14. One end of the pin 31 protrudes into a hole 32 in a bearing housing 33 and is rotatably connected at its other end to a return pin 34 via a bearing point 35. The support pin 31 is pressed against the bearing point 35 by a spring 18 which is supported on the bearing housing 33 and acts on the contact guide via the pins 31 and 34 in the contact-opening direction. The contactor has two return pins 34, each of which is located on one side of the actuating magnet 16, 17. Each of these return pins has two switch-off springs 18 (FIG. 4) which are arranged in a V-shape in relation to one another and are arranged on opposite sides of the return pin.

Beim Einschalten des Schützes wird die Zugkraft des Magneten mit kleiner werdendem Magnetluftspalt ständig größer. Während des ersten Teils dieses Einschaltvorganges wirken der Magnetkraft nur die Ausschaltfedern 18 entgegen, deren Winkelstellung im Verhältnis zum Rückführstift 34 sich mit der Verschiebung dieses Rückführstiftes derart verändert, daß die Komponente der Federkraft, die der Magnetkraft entgegenwirkt, kleiner wird. Die bewegliche Kontaktvorrichtung wird dabei schnell beschleunigt. In der Schlußphase des Einschaltvorganges steigt die gesamte Gegenkraft in zwei Schritten sprunghaft an, nämlich dadurch, daß zuerst die Kontaktschließur.g der Lichtbogenkontakte 12 und danach die Kontaktschließung der Hauptkontakte 11 erfolgt. Der Magnet muß dann also zusätzlich zu der Gegenkraft der Ausschaltfedern 18 auch die Gegenkräfte der Kontaktdruckfedern 24 und 23 überwinden. Da die Gegenkraft der Ausschaltfedern 18 in dieser Phase jedoch kleiner als in der völlig geöffneten Stellung des Schützes ist, ist eine geringere Magnetzugkraft und somit ein kleinerer Schützmagnet erforderlich als bei den Federanordnungen der bekannten Schütze.When the contactor is switched on, the tensile force of the magnet increases continuously as the magnetic air gap becomes smaller. During the first part of this switch-on process, only the opening springs 18 counteract the magnetic force, the angular position of which in relation to the return pin 34 changes with the displacement of this return pin in such a way that the component of the spring force which counteracts the magnetic force becomes smaller. The movable contact device is accelerated quickly. In the final phase of the switch-on process, the total counterforce increases in two steps, namely that first the contact closure of the arcing contacts 12 and then the contact closure of the main contacts 11 take place. The magnet must then also overcome the counterforce of the contact pressure springs 24 and 23 in addition to the counterforce of the opening springs 18. However, since the counterforce of the opening springs 18 in this phase is smaller than in the fully open position of the contactor, a lower magnetic pull force and thus a smaller contactor magnet is required than in the spring arrangements of the known contactors.

Beim Einschalten schließen die Lichtbogenkontakte 27, 29 vor den Hauptkontakten 26, 28, während beim Ausschalten die Lichtbogenkontakte sich nach den Hauptbogenkontakten öffnen. Dadurch wird erreicht, daß die Hauptkontakte nahezu lichtbogenfrei schließen und öffnen, wodurch deren Verschleiß gering ist. Die Kontaktbeläge 26, 28 können daher klein sein, beispielsweise kleiner als ein Drittel des Volumens der Lichtbogenkontaktbeläge 27, 29. Dadurch wird die erforderliche Silbermenge verhältnismäßig klein, was zu einer erheblichen Senkung der Kosten für das Schütz führt.When switched on, the arcing contacts 27, 29 close in front of the main contacts 26, 28, while when switching off, the arcing contacts open after the main arcing contacts. It is thereby achieved that the main contacts close and open almost without arcing, so that their wear is low. The contact pads 26, 28 can therefore be small, for example less than a third of the volume of the arcing contact pads 27, 29. As a result, the amount of silver required is relatively small, which leads to a considerable reduction in the costs for the contactor.

Claims (10)

1. Elektromagnetisch betätigbares Schaltgerät mit zwei im Abstand voneinander angeordneten festen Kontakten (9, 10) und einer zur Verbindung der festen Kontakte dienenden Kontaktbrücke (11, 12), mit einem Betätigungsmagneten (16, 17), dessen Anker (15) bei Betätigung des Schaltgerätes eine translatorische Bewegung ausführt und mit der Kontaktbrücke (11, 12) derart verbunden ist, daß diese sich in gleicher Richtung wie der Anker zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung bewegt, und mit mindestens einer als Aueschaltfeder dienenden langgestreckten Druckfeder (18), welche auf den Anker (15) ständig eine gegen die Zugkraft des Magneten gerichtete Rückführkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke einen beweglichen Hauptkontakt (11) und einen beweglichen Lichtbogenkontakt (12) umfaßt, die von getrennten Kontaktdruckfedern (23, 24) beaufschlagt werden, und daß die Ausschaltfeder (18) mit ihrer Längsachse im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung des Ankers schräggestellt und zwischen zwei Lagerstellen (33, 35) eingespannt ist, von denen die eine (33) fest ist, während die andere (35) bei der Betätigung des Schaltgerätes zusammen mit dem Anker (15) verschoben wird, wobei sich der Winkel zwischen der Längsachse der Feder (18) und der Bewegungsrichtung des Ankers (15) derart verändert, daß die Rückführkraft der Feder mit kleiner werdendem Magnetluftspalt kleiner wird.1. Electromagnetically actuated switching device with two spaced-apart fixed contacts (9, 10) and a contact bridge (11, 12) serving to connect the fixed contacts, with an actuating magnet (16, 17), the armature (15) when the Switching device performs a translatory movement and is connected to the contact bridge (11, 12) in such a way that it moves in the same direction as the armature between a switch-on position and a switch-off position, and with at least one elongate compression spring (18) serving as a switch-off spring the armature (15) constantly exerts a return force directed against the tensile force of the magnet, characterized in that the contact bridge comprises a movable main contact (11) and a movable arcing contact (12) which are acted upon by separate contact pressure springs (23, 24), and that the opening spring (18) with its longitudinal axis in relation to the direction of movement of the armature sc harraged and clamped between two bearing points (33, 35), of which one (33) is fixed, while the other (35) is moved together with the armature (15) when the switching device is actuated, the angle between the The longitudinal axis of the spring (18) and the direction of movement of the armature (15) are changed such that the return force of the spring becomes smaller as the magnetic air gap becomes smaller. 2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Lichtbogenkontakt (12) länger als der bewegliche Hauptkontakt (11) ist, daß diese Kontakte (11, 12) derart parallel nebeneinander angeordnet sind, daß der Lichtbogenkontakt (12) über beide Enden des Hauptkontaktes (11) hinausragt, daß die beweglichen Kontakte paarweise mit Kontaktbelägen (26, 27) aus vorzugsweise verschiedenem Kontaktmaterial belegt sind und daß jeder der festen Kontakte (9, 10) mit zwei in verschiedenen Ebenen angeordneten Kontaktbelägen (28, 29) aus vorzugsweise verschiedenem Kontaktmaterial belegt ist, welche Kontaktbeläge den Kontaktbelägen (26, 27) der beweglichen Kontakte (11, 12) entsprechen.2. Switching device according to claim 1, characterized in that the movable arcing contact (12) is longer than the movable main contact (11), that these contacts (11, 12) are arranged parallel to one another in such a way that the arcing contact (12) over both ends of the main con tact (11) protrudes that the movable contacts are paired with contact pads (26, 27) made of preferably different contact material and that each of the fixed contacts (9, 10) with two contact pads arranged in different planes (28, 29) made of preferably different Contact material is occupied, which contact pads correspond to the contact pads (26, 27) of the movable contacts (11, 12). 3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Kontaktbelags (26) des Hauptkontaktes kleiner als ein Drittel des Volumens des Kontaktbelags (27) des Lichtbogenkontaktes ist, daß der Kontaktbelag (26) des Hauptkontaktes aus einer Silberlegierung besteht und daß der Kontaktbelag (27) des Lichtbogenkontaktes vorzugsweise aus silberfreiem Material besteht.3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of the contact pad (26) of the main contact is less than a third of the volume of the contact pad (27) of the arcing contact, that the contact pad (26) of the main contact consists of a silver alloy and that the contact coating (27) of the arcing contact is preferably made of silver-free material. 4. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Kontaktbrücke (11, 12) und der Anker (15) auf je einer Seite der festen Kontakte (9, 10) angeordnet sind und durch einen zwischen den festen Kontakten angeordneten, geradlinig verschiebbaren Kontaktführer (14) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdruckfedern (23, 24) koaxial angeordnete Schraubenfedern mit verschiedenen Durchmessern sind, die innerhalb des Kontaktführers (14) angeordnet sind.4. Switching device according to one of the preceding claims, wherein the contact bridge (11, 12) and the armature (15) are arranged on each side of the fixed contacts (9, 10) and by a linearly displaceable contact guide arranged between the fixed contacts (14) are connected to each other, characterized in that the contact pressure springs (23, 24) are coaxially arranged coil springs with different diameters, which are arranged within the contact guide (14). 5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (23) mit dem kleineren Durchmesser durch einen zentral angeordneten Stift (25) mit dem beweglichen Hauptkontakt (11) verbunden ist und die Feder (24) mit dem größeren Durchmesser über einen die Kontaktbrücke (11, 12) umfassenden Bügel (20) mit dem beweglichen Lichtbogenkontakt (12) verbunden ist.5. Switching device according to claim 4, characterized in that the spring (23) with the smaller diameter is connected by a centrally arranged pin (25) to the movable main contact (11) and the spring (24) with the larger diameter via a Contact bridge (11, 12) comprising bracket (20) is connected to the movable arcing contact (12). 6. Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltfeder (18) eine Schraubenfeder ist, die einen Stützstift (31) umschließt, der an der ortsfesten Lagerstelle (33) der Feder in einer Führungslagerung (32) läuft und an der verschiebbaren Lagerstelle (35) der Feder mit einer Drehlagerung versehen ist, wobei der Stützstift (31) von der Feder (18) in Längsrichtung gegen die Lagerstelle (35) gepreßt wird.6. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the switch-off spring (18) is a helical spring which surrounds a support pin (31) which runs at the fixed bearing point (33) of the spring in a guide bearing (32) and on the displaceable bearing point (35) of the spring is provided with a rotary bearing, the support pin (31) being pressed by the spring (18) in the longitudinal direction against the bearing point (35). 7. Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Lagerstelle (35) der Feder (18) an einem in Bewegungsrichtung des Ankers (15) verschiebbar angeordneten Rückfuhrstift (34) angeordnet ist.7. Switching device according to claim 6, characterized in that the displaceable bearing point (35) of the spring (18) is arranged on a return pin (34) arranged displaceably in the direction of movement of the armature (15). 8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Rückführstift (34) zwei auf gegenüberliegenden Seinen des Stiftes (34) liegende, im Verhältnis zueinander V-förmig angeordnete Ausschaltfedern (18) wirken.8. Switching device according to claim 7, characterized in that act on the return pin (34) two on opposite sides of the pin (34) lying in relation to each other V-shaped opening springs (18). 9. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführstift (34) von den Ausschaltfedern (18) gegen den mit dem Magnetanker verbundenen Kontaktführer (14) gepreßt wird.9. Switching device according to claim 8, characterized in that the return pin (34) is pressed by the opening springs (18) against the contact guide (14) connected to the magnet armature. 10. Schaltgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückführstifte (34), von denen jeder von zwei Ausschaltfedern (18) beaufschlagt wird, vorhanden sind, von denen jede auf je einer Seite des Betätigungsmagneten (16, 17) angeordnet sind.10. Switching device according to claim 8 or 9, characterized in that two return pins (34), each of which is acted upon by two opening springs (18), are present, each of which are arranged on one side of the actuating magnet (16, 17) .
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