Электрическое контактное устройство
Электрическое контактное устройство имеет первый контактный элемент (1) с контактным гнездом (3) и, кроме того, имеет второй контактный элемент (13), который является подвижным относительно первого контактного элемента (1). Второй контактный элемент (13) выполнен комплементарно первому контактному элементу (1). В контактном гнезде (3) первого контактного элемента (1) имеется вспомогательный контактный элемент (7), пронизываемый направляющим элементом (7) и направляемый электрически изолированным образом посредством сдвига в контактном гнезде (3). Технический результат - снижение взаимного влияния электрических и механических функций в электрическом контактном устройстве и защита контактного гнезда от воздействий эффектов электрической дуги, возникающих при замыкании или размыкании контактных элементов. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к электрическому контактному устройству с первым контактным элементом, имеющим контактное гнездо, c подвижным относительно первого контактного элемента, комплементарно выполненным вторым контактным элементом и с вспомогательным контактным элементом, направляемым посредством сдвига в контактном гнезде.
Подобное электрическое контактное устройство известно, например, из японской выложенной заявки JP-10-308143. Описанное там электрическое контактное устройство имеет первый и второй контактный элемент, причем в контактном гнезде первого контактного элемента направляется посредством сдвига вспомогательный контактный элемент. Вспомогательный контактный элемент скользит в контактном гнезде.
При этом направление предусматривается через окружающую вспомогательный контактный элемент направляющую штангу, которая в области основания контактного гнезда пересекает посредством сдвига первый контактный элемент. Установка направляющей штанги предусмотрена на относительно коротком участке.
Опрокидывание направляющей штанги может предотвращаться только во взаимодействии со вспомогательным контактным элементом. Вспомогательный контактный элемент служит, таким образом, с одной стороны механическому направлению, а с другой стороны, электрическому контактированию. Поверхности, предусмотренные для электрического контактирования, подвергаются, таким образом, с одной стороны, электрическим, а с другой стороны, механическим нагрузкам.
Из-за механического износа на электрические свойства может оказываться негативное влияние. И наоборот, электрические воздействия могут негативно влиять на функционирование механических элементов.
Таким образом, задачей изобретения является предложить электрическое контактное устройство, которое снижает возможности взаимного влияния электрических и механических функций в электрическом контактном устройстве.
В соответствии с изобретением эта задача решается в электрическом контактном устройстве вышеупомянутого типа тем, что вспомогательный контактный элемент направляется электрически изолированным образом.
Электрические контактные устройства с первым и вторым контактным элементом, которые являются подвижными относительно друг друга, используются на электрических коммутационных аппаратах, чтобы прерывать пути тока или устанавливать пути тока. При относительном перемещении обоих контактных элементов друг к другу может осуществляться установление пути тока с помощью непосредственного или опосредованного контактирования обоих контактных элементов. Для прерывания пути тока может предусматриваться разделение контактирующих друг с другом контактных элементов. При выполнении первого контактного элемента с контактным гнездом может быть предпочтительно предусмотрено, что это контактное гнездо оснащено контактным приспособлением, которое во включенном состоянии контактного приспособления насаживается на внешнюю боковую поверхность второго контактного элемента, выполненного комплементарно контактному гнезду. Предпочтительным образом оба контактных элемента должны быть подвижными относительно друг друга вдоль одной линии, так что может осуществляться ввод без перекоса второго контактного элемента в контактное гнездо первого контактного элемента. Посредством вспомогательного контактного элемента, направляемого посредством сдвига в контактном гнезде, может осуществляться сначала контактирование обоих контактных элементов друг с другом через промежуточное включение вспомогательного контактного элемента. Ось сдвига вспомогательного контактного элемента должна лежать предпочтительно параллельно оси перемещения контактных элементов, перемещаемых относительно друг друга. Тем самым контактное гнездо может быть защищено от воздействий эффектов электрической дуги, возникающих при размыкании или замыкании контактных элементов. При этом является предпочтительным выполнить вспомогательный контактный элемент с участком из стойкого к обгоранию материала. Стойкий к обгоранию материал имеет, по сравнению с другими материалами контактов, применяемыми для изготовления контактных элементов, повышенную стойкость по отношению к явлениям электрической дуги.
Если предусматривается электрически изолированное направление вспомогательного контактного элемента, то явления электрической дуги целенаправленно могут концентрироваться на вспомогательном контактном элементе. Тем самым может быть реализовано защитное действие вспомогательного контактного элемента по отношению к первому контактному элементу. Кроме того, за счет электрически изолированного направления предотвращается возникновение путей токов рассеяния. Тем самым могут предотвращаться явления разряда в механических элементах, которые служат направлению вспомогательного контактного элемента. Электрически изолированное направление прерывает подобные пути токов рассеяния.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что вспомогательный контактный элемент направляется в изолирующем приспособлении, позиционированном в контактном гнезде.
Изолирующее приспособление, расположенное в контактном гнезде, вставлено, например, со стороны внутренней боковой поверхности в контактное гнездо. Тем самым является возможным расположить вспомогательный контактный элемент с прилеганием к боковой поверхности изолирующего приспособления. В качестве изолирующего приспособления могут служить, например, изолирующие гильзы или облицовка на участках (например, желоба скольжения или площадки) боковой поверхности контактного гнезда. Изолирующее приспособление может, например, иметь поверхности из пластика, к которым прилегает вспомогательный контактный элемент и которые имеют электроизолирующее действие. В качестве пластиков пригодны, например, полиэтилен или подобные пластики. Пластики обеспечивают возможность направления с низким трением вспомогательного контактного элемента, так что обеспечивается возможность легкоходового перемещения вспомогательного контактного элемента. Кроме того, предпочтительным является направление на стороне боковой поверхности вспомогательного контактного элемента, чтобы препятствовать его опрокидыванию или перекашиванию в изолирующем приспособлении.
Кроме того, предпочтительно может предусматриваться, что вспомогательный контактный элемент по меньшей мере в разомкнутом состоянии контактных элементов через контактное приспособление электропроводно контактирует с первым контактным элементом.
В зависимости от относительного перемещения обоих контактных элементов друг к другу происходит перемещение вспомогательного контактного элемента при его направлении в контактном гнезде первого контактного элемента. При электрически изолированном направлении и контактировании вспомогательного контактного элемента с первым контактным элементом вспомогательный контактный элемент и первый контактный элемент проводят тот же самый потенциал. Однако передача потенциала осуществляется, ввиду изолированного направления вспомогательного контактного элемента, не через механические элементы, предусмотренные для направления вспомогательного контактного элемента. Вместо этого выполнен определенный, находящийся вне изолированного направления путь контактирования между вспомогательным контактным элементом и первым контактным элементом, так что передача потенциала между первым контактным элементом и вспомогательным контактным элементом происходит, не допуская путей токов рассеяния через механические элементы для направления. При этом контактное приспособление может обеспечивать непосредственное контактирование вспомогательного контактного элемента и первого контактного элемента, так что контактирование реализуется с незначительным переходным сопротивлением. На основе равенства потенциалов между первым контактным элементом и вспомогательным контактным элементом не могут создаваться электрические поля. Таким образом, между вспомогательным контактным элементом и первым контактным элементом образуется свободное от полей пространство. В частности, при соответствующем выполнении вспомогательного контактного элемента, контактное гнездо само становится свободным от полей.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что контактное приспособление, в зависимости от состояния переключения электрического контактного устройства, непосредственно контактирует с вспомогательным контактным элементом или со вторым контактным элементом.
Непосредственное контактирование вспомогательного контактного элемента или второго контактного элемента с контактным приспособлением позволяет применять контактное приспособление как во включенном, так и выключенном состоянии электрического контактного устройства для образования пути контактирования. Так, например, возможно, что во включенном состоянии через контактное приспособление осуществляется непосредственное электрическое контактирование друг с другом первого и второго контактного элемента. В выключенном состоянии, то есть между обоими контактными элементами имеется гальваническое разделение, контактное приспособление может использоваться, чтобы установить непосредственное контактирование с вспомогательным контактным элементом. Таким образом, контактное приспособление в различных состояниях переключения может выполнять различные задачи. Во включенном состоянии электрического контактного устройства контактное приспособление служит в качестве части пути тока, который образуется между первым и вторым контактным элементом. В выключенном состоянии электрического контактного устройства контактное приспособление служит передаче электрического потенциала от первого контактного элемента к вспомогательному контактному элементу. Тем самым является возможным, с одной стороны, реализовать электрически изолированное направление вспомогательного контактного элемента и через контактное приспособление гарантировать передачу потенциала, причем дополнительные контактные элементы, помимо контактного приспособления, не требуются, так как оно как во включенном, так и выключенном состоянии служит для установления пути контактирования.
При этом непосредственное контактирование предусматривает, что контактное приспособление, с одной стороны, первый контактный элемент, а с другой стороны, вспомогательный контактный элемент, или, с одной стороны, первый контактный элемент, а с другой стороны, второй контактный элемент непосредственно соединяют друг с другом для образования пути контактирования. Непосредственное контактирование сокращает количество последовательно включенных мест контакта, за счет чего ограничивается переходное сопротивление. Дополнительно может быть предусмотрено, что во время перевода одного состояния переключения в другое состояние переключения одновременно имеет место непосредственное контактирование между первым контактным элементом и вспомогательным контактным элементом и вторым контактным элементом. Непосредственное контактирование первого и второго контактного элемента и вспомогательного контактного элемента может использоваться, чтобы без прерывания обеспечить возможность отделения или промежуточного включения вспомогательного контактного элемента в путь тока, образованный между первым и вторым контактным элементом.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что вспомогательный контактный элемент пронизывается направляющим элементом, который ограничивает возможность сдвига вспомогательного контактного элемента.
Если используется направляющий элемент, то обеспечивается возможность определить путь перемещения вспомогательного контактного элемента. Так, например, обеспечивается возможность с помощью изолирующего приспособления осуществлять электрически изолированное введение вспомогательного контактного элемента и посредством направляющего элемента ограничивать подвижность вспомогательного контактного элемента. Таким образом, направляющий элемент служит в качестве ограничивающего элемента для вспомогательного контактного элемента. Ограничивающий элемент препятствует удалению вспомогательного контактного элемента из контактного гнезда. В случае необходимости также может быть предусмотрено, что одно только электрически изолирующее направление вспомогательного контактного элемента гарантирует его направление.
Неструктурированное удаление вспомогательного контактного элемента, ввиду наличия направляющего элемента, затрудняется.
Направляющий элемент может служить в качестве упора, так что подвижность вспомогательного контактного элемента ограничена самим направляющим элементом. При перемещении вспомогательного контактного элемента в направлении отверстия контактного гнезда выдвижению вспомогательного контактного элемента из контактного гнезда препятствует направляющий элемент. Для этого направляющий элемент может иметь упор, о который ударяется вспомогательный контактный элемент, за счет чего подвижность вспомогательного контактного элемента ограничена. При этом может быть предусмотрено, что вспомогательный контактный элемент по отношению к направляющему элементу размещен электрически изолированно, и только при касании упора направляющего элемента создается непосредственное электропроводное соединение между направляющим элементом и вспомогательным контактным элементом. Вспомогательный контактный элемент может, например, по типу посадки с зазором окружать направляющий элемент, так что посредством электрической изоляции создается достаточное расстояние между направляющим элементом и окружающим вспомогательным контактным элементом. Выступающая кромка корпуса на направляющем элементе может служить в качестве упора для вспомогательного контактного элемента, причем в момент контакта вспомогательного контактного элемента с упором направляющего элемента уже может иметь место контактирование между направляющим элементом и вспомогательным контактным элементом через электропроводную цепь.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что вспомогательный контактный элемент подпружинен и для позиционирования пружины имеет кольцевой паз.
Подпружинивание поддерживает фиксацию вспомогательного контактного элемента в конечном положении. Тем самым для вспомогательного контактного элемента является невозможным выполнять самопроизвольное перемещение. Перемещение вспомогательного контактного элемента может осуществляться за счет противодействия силе, создаваемой пружиной. Пружина может, например, позиционироваться на вспомогательном контактном элементе в кольцевом пазу. За счет этого силы упругости могут симметрично распределенным образом вводиться во вспомогательный контактный элемент, и по возможности линейная, действующая в направлении оси перемещения вспомогательного контактного элемента сила упругости прикладывается к вспомогательному контактному элементу. Кольцевой паз может иметь, например, прямоугольное поперечное сечение, причем кольцевой паз замыкается по окружности. Пружина может иметь форму винтовой пружины, которая ориентирована коаксиально кольцевому пазу и прилегает к основанию кольцевого паза.
При этом может быть предусмотрено, что кольцевой паз охватывает направляющий элемент.
При охватывании направляющего элемента кольцевым пазом создается возможность того, что пружина также пронизывается направляющим элементом. Так силовое воздействие может вводиться во вспомогательный контактный элемент параллельно его направлению перемещения. Может быть предусмотрено, что вспомогательный контактный элемент перемешается с разнесением относительно направляющего элемента вдоль оси перемещения. Перемещение вспомогательного контактного элемента может, например, инициироваться посредством ввода второго контактного элемента в контактное гнездо. При этом второй контактный элемент перемещается через отверстие гнезда в контактное гнездо и сдвигает вспомогательный контактный элемент вдоль направляющего элемента в направлении основания контактного гнезда, расположенного противоположно отверстию гнезда. Для этого может быть предусмотрено, что направляющий элемент расположен по центру в контактном гнезде.
Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что вспомогательный контактный элемент имеет кольцеобразную область контактирования, которая сформирована как комплементарная к кольцеобразной области прижатия второго контактного элемента.
При процессе включения сначала может осуществляться упреждающее контактирование кольцеобразной области контактирования вспомогательного контактного элемента с областью прижатия второго контактного элемента, так что сначала образуется путь тока между первым и вторым контактным элементом при промежуточном включении вспомогательного контактного элемента. При эффектах электрической дуги, тем самым, гарантируется, что явления эрозии сначала возникают на вспомогательном контактном элементе, в частности на его кольцеобразной области контактирования, а также области прижатия второго контактного элемента. При комплементарном формировании кольцеобразной области прижатия второго контактного элемента кольцеобразная область контактирования вспомогательного контактного элемента может использоваться для того, чтобы перемещение вспомогательного контактного элемента выполнять обусловленным образом за счет относительного перемещения контактных элементов друг к другу и перемещать вспомогательный контактный элемент в направлении основания контактного гнезда. При контактировании области контактирования вспомогательного контактного элемента и области прижатия второго контактного элемента имеет место непосредственное электрическое контактирование между вспомогательным контактным элементом и первым контактным элементом, и, напротив, электрическое контактирование между первым и вторым контактным элементом осуществляется опосредованно через промежуточно включенный вспомогательный контактный элемент.
При продолжении перемещения второго контактного элемента, то есть при начале сдвига вспомогательного контактного элемента, вспомогательный контактный элемент перемещается в направлении основания контактного гнезда, причем далее осуществляется переключение непосредственного электрического контактирования первого контактного элемента с вспомогательным контактным элементом на непосредственное контактирование между первым контактным элементом и вторым контактным элементом. Тем самым промежуточно включенный вспомогательный контактный элемент выводится из пути тока между обоими контактными элементами электрического контактного устройства и более не является частью пути тока между первым и вторым контактным элементом. Хотя далее имеется контактирование вспомогательного контактного элемента непосредственно с вторым контактным элементом и опосредованно с первым контактным элементом, однако за счет этого осуществляется только передача электрического потенциала на вспомогательный контактный элемент. За счет электрически изолированного направления вспомогательного контактного элемента устраняются параллельные пути тока через вспомогательный контактный элемент и его механическое направление. Сам вспомогательный контактный элемент после переключения более не является частью пути тока, образованного посредством электрического контактирования между первым и вторым контактным элементом. При этом переключение может осуществляться без прерываний. Наоборот, при выключении электрического контактного устройства вспомогательный контактный элемент промежуточно включается между существующим непосредственным контактированием обоих контактных элементов, так что существует опосредованное контактирование обоих контактных элементов через вспомогательный контактный элемент. И это переключение может осуществляться без прерываний. Тем самым гарантируется, что при прерывании размыкаемого пути тока эффекты электрической дуги возникают между областью контактирования вспомогательного контактного элемента и областью прижатия второго контактного элемента.
В выключенном состоянии электрического контактного устройства вспомогательный контактный элемент может пересекать отверстие гнезда первого контактного элемента в направлении второго контактного элемента, так что гарантируется, что при перемещении второго контактного элемента в направлении контактного гнезда первого контактного элемента сначала происходит столкновение второго контактного элемента с вспомогательным контактным элементом. Наоборот, в процессе выключения происходит разъединение пути тока между вспомогательным контактным элементом и вторым контактным элементом. Поэтому эффекты электрической дуги концентрируются в области контактирования и области прижатия.
Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что второй контактный элемент имеет направляющую втулку, которая в процессе включения надвигается на направляющий элемент.
Направляющая втулка во втором контактном элементе позволяет использовать направляющий элемент в контактном гнезде первого контактного элемента для того, чтобы стабилизировать электрическое контактное устройство. Тем самым становится возможным направлять второй контактный элемент на направляющем элементе и выполнять электрическое контактирование между контактным гнездом и внешней боковой поверхностью второго контактного элемента. Между внешней и внутренней боковыми поверхностями второго контактного элемента и контактного гнезда первого контактного элемента может предусматриваться соответствующий промежуток, чтобы расположенное там контактное приспособление могло упруго деформироваться и гарантировались достаточные усилия прижатия на внутренней боковой поверхности контактного гнезда первого контактного элемента или внешней боковой поверхности второго контактного элемента. За счет использования направляющего элемента для направления второго контактного элемента предотвращается недопустимая деформация упругодеформируемых областей контактного приспособления из-за перекошенного ввода второго контактного элемента в контактное гнездо. Так, например, между обоими контактными элементами можно обеспечить свободное от опрокидывания соосное (коаксиальное) положение.
Направляющий элемент в электрическом контактном устройстве имеет две задачи: с одной стороны, он образует упор для вспомогательного контактного элемента, чтобы ограничить возможность перемещения вспомогательного контактного элемента. С другой стороны, направляющий элемент образует базирующий элемент, чтобы введенный в контактное гнездо второй контактный элемент защитить от перекашивания. При этом второй контактный элемент может непосредственно надвигаться на направляющий элемент, так что во время относительного перемещения между обоими контактными элементами устанавливается их соосное положение относительно друг друга.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что направляющая втулка имеет радиально выступающий направляющий элемент.
Расположение радиально выступающего направляющего элемента внутри направляющей втулки позволяет ограничить поверхность прилегания направляющей втулки к направляющему элементу до выступающего направляющего элемента. Тем самым, с одной стороны, может обеспечиваться механическая стабилизация второго контактного элемента, надвигающегося на направляющий элемент. С другой стороны, снижается возникающее трение скольжения. В качестве направляющих элементов могут применяться как электропроводные, так и электроизолирующие направляющие элементы, которые, например, выполнены в форме охватывающего направляющую втулку кольца. Кольцеобразный направляющий элемент выступает радиально в поперечное сечение направляющей втулки второго контактного элемента. Особенно подходящими являются пластиковые кольца, которые используются в качестве направляющего элемента.
Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что касающиеся друг друга области вспомогательного контактного элемента и второго контактного элемента имеют стойкую к обгоранию (жаропрочную) накладку.
Стойкая к обгоранию накладка имеет по отношению к эффектам электрической дуги более высокую сопротивляемость, чем другие контактные материалы первого и второго контактного элемента. За счет применения стойких к обгоранию накладок на касающихся друг друга областях вспомогательного контактного элемента и второго контактного элемента, то есть на кольцеобразной области контактирования и комплементарно к кольцеобразной области контактирования выполненной кольцеобразной области прижатия второго контактного элемента, с одной стороны, создается определенная поверхность, которая является стойкой по отношению к эффектам электрической дуги. Подобная стойкая к обгоранию накладка может также иметь достаточную механическую стойкость, так что ею могут восприниматься механические усилия. В частности, жаропрочная накладка может также служить передаче усилий, чтобы вспомогательный контактный элемент сдвигать против действия силы упругости пружины, нагружающей вспомогательный контактный элемент.
Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что вспомогательный контактный элемент замыкает контактное гнездо.
Замыкание контактного гнезда с помощью вспомогательного контактного элемента позволяет диэлектрически экранировать отверстие гнезда. Тем самым контактное приспособление, расположенное в контактном гнезде, которое при обстоятельствах выполняется диэлектрически неблагоприятным образом и, несмотря на расположение в контактном гнезде, могло бы поддерживать искажение электрического поля, экранируется. Наряду с экранированием контактного гнезда посредством вспомогательного контактного элемента замыкание отверстия контактного гнезда также осуществляет механическую защиту контактного приспособления. Непосредственное воздействие механических сил на контактное гнездо, а также загрязнение при этом затрудняются.
Кроме того, предпочтительным образом может предусматриваться, что вспомогательный контактный элемент замыкает контактное гнездо совместно с направляющим элементом.
Если направляющий элемент и вспомогательный контактный элемент совместно замыкают контактное гнездо, то является возможным, что в контактном гнезде расположено кольцевое пространство вокруг направляющего элемента, которое служит для позиционирования вспомогательного контактного элемента. Вспомогательный контактный элемент должен иметь, по существу, кольцеобразный контур или, по существу, контур в форме полого цилиндра. Сдвиг вспомогательного контактного элемента происходит в направлении продольной оси направляющего элемента или продольной оси контактного гнезда, причем направляющий элемент служит направлению второго контактного элемента.
Кроме того, может быть предусмотрено, что контактное приспособление содержит упругодеформируемое контактное кольцо, введенное в паз контактного гнезда.
Введение упругодеформируемого контактного кольца в качестве контактного приспособления в паз контактного гнезда позволяет обеспечить в малом пространстве множество мест контактирования между первым и вторым контактным элементом. Контактные кольца могут выполняться различным образом. Так, например, возможно винтовую пружину изогнуть в форме кольца так, что, ввиду множества витков винтовой пружины, получается соответствующее количество точек контактирования между первым и вторым контактным элементом или между первым контактным элементом и вспомогательным контактным элементом. Кроме того, могут также использоваться контактные кольца, которые имеют соответственно выступающие контактные пальцы или контактные ламели, которые могут вступать в непосредственный электрический контакт с первым контактным элементом и вспомогательным контактным элементом или с первым контактным элементом и вторым контактным элементом. Паз в контактном гнезде должен концентрически проходить вокруг продольной оси контактного гнезда и при этом также охватывать направляющий элемент. Поперечное сечение паза должно быть согласовано с формой применяемого контактного кольца. Так, могут, например, использоваться поперечные сечения паза в форме ласточкина хвоста, в прямоугольной форме, желобчатой форме и т.д. Контактное кольцо может при этом пружинящим образом вводиться в паз так, что упругость пружины контактного кольца, с одной стороны, служит электрическому контактированию обоих контактных элементов. С другой стороны, сила упругости контактного кольца может также использоваться для того, чтобы контактное кольцо позиционировать заподлицо в гнезде и препятствовать радиальному, а также осевому выпадению контактного кольца из контактного гнезда.
На чертежах схематично представлен пример выполнения изобретения и пояснен далее более подробно. При этом на чертежах показано следующее:
фиг.1 - первый и второй контактный элемент контактного устройства в разъединенном состоянии,
фиг.2 - момент времени передвижения второго контактного элемента в контактное гнездо первого контактного элемента и
фиг.3 - конечное положение второго контактного элемента, вдвинутого в контактное гнездо первого контактного элемента.
Фиг.1 показывает сечение первого контактного элемента 1. Первый контактный элемент 1 ориентирован по существу коаксиально к продольной оси 2. Первый контактный элемент 1 имеет контактное гнездо 3 с по существу круговым поперечным сечением. Контактное гнездо 3 ориентировано по существу коаксиально к продольной оси 2 и имеет внутреннюю стенку, в которой выполнен паз 4. Паз 4 служит для позиционирования контактного приспособления 5 в форме контактного кольца. Контактное приспособление 5 выполнено как замкнутая, кольцеобразная охватывающая винтовая пружина. Контактное приспособление 5 вложено пружинящим образом в паз 4. Контактное гнездо 3 имеет на торцевой стороне отверстие 14 контактного гнезда.
Контактное гнездо 3 по центру пронизывается вращательно-симметричным направляющим элементом 6. Направляющий элемент 6 привинчен к основанию контактного гнезда 3 винтом так, что направляющий элемент 6 продолжается коаксиально к продольной оси 2. Пространство, ограниченное между направляющим элементом 6 и контактным гнездом 3, служит для позиционирования вспомогательного контактного элемента 7. Вспомогательный контактный элемент 7 выполнен в основном в форме полого цилиндра. Причем вспомогательный контактный элемент 7 вдоль продольной оси 2 в контактном гнезде 3 установлен с возможностью свдвига. Вспомогательный контактный элемент 7 установлен электрически изолированно в контактном гнезде 3. Для этого контактное гнездо 3 оснащено изолирующим приспособлением 8, которое служит для прилегания к внешней боковой поверхности вспомогательного контактного элемента 7. Изолирующее приспособление 8 служит для разнесения на некоторое расстояние внешней боковой поверхности вспомогательного контактного элемента 7 по отношению к внутренней боковой поверхности контактного гнезда 3. В зазоре, образованном таким образом между внутренней боковой поверхностью и внешней боковой поверхностью, выступает контактное приспособление 5 из паза 4 в зазор. Зазор является кольцевым зазором, который ориентирован коаксиально к продольной оси 2. Имеется изолирующее приспособление 8 в форме изолирующей гильзы, к внутренней боковой поверхности которой прилегает внешняя боковая поверхность вспомогательного контактного элемента 7. Внешняя боковая поверхность изолирующего приспособления 8 согласована с внутренней боковой поверхностью контактного гнезда 3 и прилегает к нему. В качестве альтернативы изолирующее приспособление 8 может также иметь только точечные места прилегания для вспомогательного контактного элемента. Так изолирующее приспособление может иметь соответствующие, выступающие в контактное гнездо 3 ребра или любые иным образом сформированные выступы, которые препятствуют непосредственному касанию вспомогательного контактного элемента 7 к первому контактному элементу 1 в области направления вспомогательного контактного элемента 7 и обеспечивают осевое перемещение вспомогательного контактного элемента 7. Эквивалентным образом изолирующее приспособление может также на вспомогательном контактном элементе 7 устанавливаться жестко по углу или быть подвижным относительно как контактного гнезда 3, так и вспомогательного контактного элемента 7.
На обращенной к основанию контактного гнезда 3 стороне вспомогательного контактного элемента 7 выполнен замкнутый окружной кольцевой паз 9 во вспомогательном контактном элементе 7. Кольцевой паз 9 имеет здесь прямоугольное поперечное сечение и проходит замкнутым образом коаксиально вокруг продольной оси 2. Кольцевой паз 9 охватывает, кроме того, направляющий элемент 6. В кольцевой паз 9 вложена пружина 10 в форме винтовой пружины, которая опирается, с одной стороны, на основание кольцевого паза 9, а с другой стороны - на основание контактного гнезда 3. Пружина 10 является предварительно напряженной, так что вспомогательный контактный элемент 7 в направлении отверстия 14 контактного гнезда 3 отжимается от основания контактного гнезда 3. Чтобы препятствовать удалению вспомогательного контактного элемента 7 из контактного гнезда 3, направляющий элемент 6 служит в качестве ограничительного элемента, чтобы ограничивать возможность сдвига вспомогательного контактного элемента 7. Направляющий элемент 6 имеет для этого радиально окружной выступающий буртик 11. К выступающему буртику 11 направляющего элемента 6 прижимается радиально с внутренней стороны выступающий буртик 12 вспомогательного контактного элемента 7. Через оба буртика 11, 12 направляющего элемента 6 и вспомогательного контактного элемента 7 предусматривается электрическое контактирование обоих. Кроме того, при столкновении друг с другом обоих буртиков 11, 12 направляющего элемента 6 и вспомогательного контактного элемента 7 происходит электрическое контактирование вспомогательного контактного элемента 7 с первым контактным элементом 1 уже через контактное приспособление 5.
Контактное приспособление 5, которое располагается в пазу 4, прижимается к внешней боковой поверхности вспомогательного контактного элемента 7, и внешняя боковая поверхность вспомогательного контактного элемента 7 контактирует непосредственно с первым контактным элементом 1. За счет этого создается непосредственное контактирование между вспомогательным контактным элементом 7 и первым контактным элементом 1. Однако вспомогательный контактный элемент 7 направляется электрически изолированно в изолирующем приспособлении. Посредством изолирующего приспособления 8 предотвращается создание параллельных путей тока при механическом направлении вспомогательного контактного элемента 7 по отношению к образованному через контактное приспособление 5 пути тока.
Отверстие 14 контактного гнезда по центру пронизывается направляющим элементом 6. В кольцевом зазоре, остающемся между направляющим элементом 6 и первым контактным элементом 1, в контактном гнезде 3 размещается вспомогательный контактный элемент 7. Вспомогательный контактный элемент 7 замыкает контактное гнездо 3. На противоположном основанию контактного гнезда 3 конце вспомогательного контактного элемента предусмотрена кольцеобразная область 15 контактирования. Кольцеобразная область 15 контактирования вспомогательного контактного элемента 7 выступает от отверстия 14 гнезда в направлении второго контактного элемента 13, аксиально противоположного первому контактному элементу 1. Кольцеобразная область 15 контактирования вспомогательного контактного элемента 7 покрыта стойкой к обгоранию накладкой.
Второй контактный элемент 13 выполнен комплементарным контактному гнезду 3. Второй контактный элемент 13 выполнен в форме пальца. Второй контактный элемент 13 имеет, кроме того, направляющую втулку 16, чтобы надвигаться на направляющий элемент 6, находящийся по центру в контактном гнезде 3 первого контактного элемента 1. На торцевой стороне, на обращенном к первому контактному элементу конце, второй контактный элемент 13 оснащен кольцеобразной областью 17 прижатия. Кольцеобразная область 17 прижатия имеет стойкую к обгоранию накладку и выполнена комплементарной к кольцеобразной области 15 контактирования вспомогательного контактного элемента 7. Кроме того, направляющая втулка 16 оснащена радиально выступающим направляющим элементом 18. Направляющий элемент 18 представляет собой здесь электроизолирующее кольцо, вложенное в выемку направляющей втулки 16. Кольцо является упругодеформируемым и служит для того, чтобы надвигаться на боковую поверхность направляющего элемента 6 первого контактного элемента 1.
В показанном на фиг.1 состоянии переключения электрического контактного устройства первый контактный элемент 1, а также второй контактный элемент 13 отделены друг от друга (состояние выключения), то есть первый и второй контактные элементы 1, 13 не находятся в гальваническом контакте. Для установления электропроводного пути тока между первым контактным элементом 1 и вторым контактным элементом 13 необходимо относительное перемещение первого контактного элемента ко второму контактному элементу 13 вдоль продольной оси 2. Посредством такого относительного перемещения можно перевести показанное на фиг.1 состояние переключения «разомкнуто» (состояние выключения) в состояние переключения «замкнуто» (состояние включения). Для создания относительного перемещения может, например, второй контактный элемент 13, приводимый не показанным на фиг.1 приводным устройством, перемещаться в направлении первого контактного элемента 1 вдоль продольной оси 2.
При перемещении второго контактного элемента 13 к первому контактному элементу 1 сначала происходит контактирование с торцевой стороны кольцеобразной области 15 контактирования, а также кольцеобразной области 17 прижатия второго контактного элемента 13. При продолжении перемещения вспомогательный контактный элемент 7 сдвигается против силы упругости пружины 10 вдоль продольной оси 2 в направлении основания контактного гнезда 3.
Электрические эффекты разряда, например электрические дуги, возникающие при включении или выключении, создаются из-за первоначального контактирования оснащенной стойкой к обгоранию накладкой кольцеобразной области 15 контактирования и кольцеобразной области 17 прижатия между этими обеими областями. При касании области 15 контактирования и области 16 прижатия происходит опосредованное электрическое контактирование первого и второго контактного элемента 1, 13 через промежуточно включенный вспомогательный контактный элемент 7.
Фиг.2 показывает продолжение относительного перемещения между первым контактным элементом 1 и вторым контактным элементом 13. Фиг.2 показывает момент, когда контактное приспособление 5 непосредственно электрически контактирует как с вспомогательным контактным элементом 7, так и со вторым контактным элементом 13. В этот момент происходит переключение пути тока между первым и вторым контактным элементом 1, 13 с промежуточно включенным вспомогательным контактным элементом 7 на непосредственное контактирование первого контактного элемента 1 и второго контактного элемента 13 через контактное приспособление 5 при отсоединенном вспомогательном контактном элементе 7. На основе электрически изолирующего направления вспомогательного контактного элемента 7 посредством изолирующего приспособления 8 предотвращается возникновение параллельных путей тока к образованному через контактное приспособление 5 контактированию первого 1 и второго контактного элемента 13 при механическом направлении.
На фиг.2 также можно видеть, что направляющий элемент 18 надвигается на внешнюю боковую поверхность направляющего элемента 6 и через направляющий элемент 18 и направляющую втулку 16 второго контактного элемента 13 опирается на направляющий элемент 6 и стабилизируется. За счет этого затрудняется опрокидывание или перекашивание обоих контактных элементов 1, 13 по отношению друг к другу. При продолжении относительного перемещения между первым и вторым контактным элементом 1, 13 вспомогательный контактный элемент 7 перемещается дальше вдоль продольной оси 2 в направлении основания контактного гнезда 3. Как показано на фиг.2, после сдвига вспомогательного контактного элемента 7 посредством второго контактного элемента 13 осуществляется разъединение буртиков 11, 12 направляющего элемента 6 и вспомогательного контактного элемента 7. Разъединение буртиков 11, 12 осуществляется во времени перед выведением вспомогательного контактного элемента 7 из пути тока между первым и вторым контактным элементом 1, 13. Вспомогательный контактный элемент 7 и направляющий элемент 6 гальванически отделяются друг от друга и электрически изолируются друг от друга посредством кольцевого зазора, находящегося между направляющим элементом 6 и вспомогательным контактным элементом 7. Направление перемещения вспомогательного контактного элемента 7 осуществляется, таким образом, исключительно через изолирующее приспособление 8. Направляющий элемент 6 представляет для вспомогательного контактного элемента 7 только упор для ограничения перемещения вспомогательного контактного элемента 7 в контактном гнезде 3. При дальнейшем продолжении относительного перемещения первого и второго контактного элемента 1, 13 осуществляется также дальнейшее сжатие пружины 10.
Фиг.3 показывает теперь первый контактный элемент 1 и второй контактный элемент 13 в состоянии «замкнуто» (состояние включения), то есть посредством второго контактного элемента 13 вспомогательный контактный элемент 7 перемещен в свое конечное положение в контактном гнезде 3. Вспомогательный контактный элемент 7 электрически изолированным образом введен в изолирующем приспособлении 8. Между первым и вторым контактным элементом 1, 13 имеет место непосредственное электрическое контактирование через находящееся в пазу 4 контактного гнезда 3 контактное приспособление 5. Вспомогательный контактный элемент 7 во включенном состоянии электрического контактного устройства более не является частью электрического пути тока между первым и вторым контактным элементом 1, 13. Ввиду гальванического контактирования кольцеобразной области 15 контактирования вспомогательного контактного элемента 7 и кольцеобразной области 17 прижатия второго контактного элемента 13 вспомогательный контактный элемент 7 имеет тот же электрический потенциал, что и первый контактный элемент 1, а также второй контактный элемент 13. Однако ввиду электрически изолированного направления вспомогательного контактного элемента 7 предотвращается возникновение параллельных путей тока к образованному через контактное приспособление 5 пути тока между первым и вторым контактным элементом 1, 13 через механические направляющие.
Для разъединения контактирования первого контактного элемента 1 и второго контактного элемента 13 происходит, исходя из состояния, показанного на фиг.3, обращение последовательности относительных перемещений, как описано выше и показано на фиг.3, 2, 1. Второй контактный элемент 13 удаляется от первого контактного элемента 1. Ввиду пружинной нагрузки происходит перемещение вспомогательного контактного элемента 7. Далее осуществляется переключение электропроводного соединения с непосредственного контактирования между первым контактным элементом 1 и вторым контактным элементом 13 на опосредованное контактирование обоих контактных элементов 1, 13 с промежуточным включением вспомогательного контактного элемента 7 вплоть до разъединения первого контактного элемента 1 от второго контактного элемента 13, причем, ввиду кольцеобразной области 15 контактирования вспомогательного контактного элемента 7, выступающей на торцевой стороне из отверстия 14 контактного гнезда 3, эффекты электрической дуги возникают на вспомогательном контактном элементе 7, благодаря чему первый контактный элемент 1 защищен от влияния подобных эффектов.
1. Электрическое контактное устройство с первым контактным элементом (1), имеющим контактное гнездо (3), с подвижным относительно первого контактного элемента (1) и выполненным комплементарно ему вторым контактным элементом (13) и с вспомогательным контактным элементом (7), направляемым электрически изолированным образом посредством сдвига в контактном гнезде (3), отличающееся тем, что вспомогательный контактный элемент (7) пронизывается направляющим элементом (6), который ограничивает подвижность вспомогательного контактного элемента (7).
2. Электрическое контактное устройство по п. 1,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) направляется в изолирующем приспособлении (8), позиционированном в контактном гнезде (3).
3. Электрическое контактное устройство по п. 1,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) по меньшей мере в разомкнутом состоянии контактных элементов (1, 13) через контактное приспособление (5) электропроводно контактирует с первым контактным элементом (1).
4. Электрическое контактное устройство по п. 3,
отличающееся тем, что
контактное приспособление (5), в зависимости от состояния переключения электрического контактного устройства, непосредственно контактирует с вспомогательным контактным элементом (7) или вторым контактным элементом (13).
5. Электрическое контактное устройство по любому из пп. 1-4,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) подпружинен и для позиционирования пружины (10) имеет кольцевой паз (9).
6. Электрическое контактное устройство по п. 5,
отличающееся тем, что
кольцевой паз (9) охватывает направляющий элемент (6).
7. Электрическое контактное устройство по любому из пп. 1-4 и 6,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) имеет кольцеобразную область (15) контактирования, которая сформирована как комплементарная к кольцеобразной области (17) прижатия второго контактного элемента (13).
8. Электрическое контактное устройство по пп. 1-4 и 6,
отличающееся тем, что
второй контактный элемент (13) имеет направляющую втулку (16), которая в процессе включения надвигается на направляющий элемент (6).
9. Электрическое контактное устройство по п. 8,
отличающееся тем, что
направляющая втулка (16) имеет радиально выступающий направляющий элемент (18).
10. Электрическое контактное устройство по любому из пп. 1-4, 6 или 9,
отличающееся тем, что
касающиеся друг друга области (15, 17) вспомогательного контактного элемента (7) и второго контактного элемента (13) имеют стойкую к обгоранию накладку.
11. Электрическое контактное устройство по любому из пп. 1-4, 6 или 9,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) замыкает контактное гнездо (3).
12. Электрическое контактное устройство по п. 11,
отличающееся тем, что
вспомогательный контактный элемент (7) замыкает контактное гнездо (3) совместно с направляющим элементом (6).
13. Электрическое контактное устройство по любому из пп. 3, 4, 6, 9 или 12,
отличающееся тем, что
контактное приспособление (5) содержит упругодеформируемое контактное кольцо, введенное в паз (4) контактного гнезда (3).
