DE1044215B

DE1044215B - Electrical switchgear with multiple interruptions in series connection and switching bridge

Info

Publication number: DE1044215B
Application number: DES50893A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Bruno Perlwitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-10-17
Filing date: 1956-10-17
Publication date: 1958-11-20

Description

Es ist bekannt, daß bei Schaltgeräten mit Schaltbrücke und Mehrfach-Unterbrechung in Reihenschaltung in vielen Fällen die Lebensdauer der Schaltstücke dadurch stark herabgesetzt wird, daß der Abbrand der Schaltstücke auf beiden Seiten der Schaltbrücke sehr verschieden ist. Es kann sogar vorkommen, daß an der einen Brückenseite die Schaltstücke vollständig angebrannt sind, während sie auf der anderen Seite kaum einen Abbrand aufweisen.It is known that in switching devices with a switching bridge and multiple interruptions in series connection in many cases the service life of the contact pieces is greatly reduced by the fact that the burn-off of the contact pieces on both sides of the switching bridge is very high is different. It can even happen that the contact pieces are completely on one side of the bridge are burnt, while on the other side they hardly show any burnup.

Der ungleichmäßige Abbrand bei den bekannten Brückenkontaktsystemen wird im allgemeinen durch die Konstruktion der Verbindung zwischen Schaltbrücke und Antriebsachse verursacht, die bewirkt, daß die Brücke sich zwar im eingeschalteten Zustand entsprechend der durch die Kontaktflächen bestimmten Ebene einstellt, daß aber im ausgeschalteten Zustand Brücke und Antriebsachse stets einen Winkel von 90° einschließen. Dadurch schließen bei ungleichmäßiger Abnutzung der Kontakte auf beiden Seiten der Brücke bei jedem Einschaltvorgang die Kontakte oder Schaltstellen nicht gleichzeitig, sondern nacheinander, und zwar in der Weise, daß diejenige Schaltstelle zuerst schließt, die den kleinsten Abbrand aufweist. Da hierbei die zweite mit ihr in Reihe liegende Schaltstelle noch offen ist, erfolgt dieses Schließen stromlos. Der Strom wird erst durch das Schließen der zweiten Schaltstelle mit dem größten Abbrand eingeschaltet, wodurch der vor der Einschaltung bereits vorhandene Abbrandunterschied zwischen den einzelnen Schaltstellen weiter vergrößert wird. Umgekehrt öffnet beim Ausschaltvorgang die Schaltstelle zuerst, die den größten Abbrand aufweist. Der Ausschaltlichtbogen an dieser Schaltstelle brennt also am längsten, der Unterschied im Abbrand wird mithin noch tier.The uneven burn-off in the known bridge contact systems is generally caused by caused the construction of the connection between switching bridge and drive axle, which causes the bridge is in the switched-on state according to the determined by the contact surfaces Level sets, but that when the bridge and drive axle are switched off, they always have an angle of 90 ° lock in. This closes if the contacts on both sides of the bridge wear unevenly with each switch-on process, the contacts or switching points not simultaneously, but one after the other, and in such a way that that switching point closes first, which has the smallest burn-up. Since here the second switching point in series with it is still open, this closing takes place without current. Of the The current is only switched on when the second switching point with the greatest burn-up is closed, whereby the burn-off difference between the individual switching points that already existed before switching on is further enlarged. Conversely, when switching off, the switching point that opens the has the greatest burn-up. The breaking arc at this switching point burns the longest, the difference in the burn-up is therefore even greater.

Zur Verhinderung von ungleichmäßigem Abbrand wurden bereits Kontaktanordnungen vorgeschlagen, die bei ungleichmäßigem Abbrand an den Schaltstellen ein gleichzeitiges Öffnen bzw. Schließen aller Kontaktstellen erzwingen. Durch diese Anordnungen wird die Vergrößerung bereits vorhandener Ungleichheiten im Abbrand zwischen den einzelnen Kontaktstellen verhindert. Mit Hilfe derartiger Anordnungen ist es jedoch nicht möglich, die schon vorhandenen Ungleichheiten auszugleichen und wieder zu einer gleichmäßigen Abnutzung aller Kontakte zu kommen. Ein solcher Ausgleich ist aber stets erforderlich, wenn man zu einer optimalen Ausnutzung der Kontakte gelangen will, denn Ungleichheiten sind in jedem Fall von vornherein durch Fabrikationstoleranzen, unterschiedliche Kontaktschäden an den Kontaktstellen bei Kurzschlüssen und wegen ungleicher Abbrandeigenschaften der Schaltstellen infolge unterschiedlicher geometrischer Lage bzw. physikalischer Anordnung Elektrisches SchaltgerätContact arrangements have already been proposed to prevent uneven burning, in the event of uneven burn-off at the switching points, all of them open or close at the same time Force contact points. These arrangements increase the size of existing inequalities prevented in the burn between the individual contact points. With the help of such arrangements However, it is not possible to compensate for the inequalities that already exist and to restore them to one uniform wear of all contacts to come. Such a compensation is always necessary if you want to get the most out of your contacts, because there are inequalities in every case from the outset due to manufacturing tolerances, different Contact damage at the contact points in the event of short circuits and due to uneven burning properties of the switching points as a result of different geometrical positions or physical arrangements Electrical switchgear

mit Mehrfach-Unterbrechungwith multiple interruptions

in Reihenschaltung und Schaltbrückein series connection and switching bridge

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Bruno Perlwitz, Berlin-Grunewald,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Bruno Perlwitz, Berlin-Grunewald,
has been named as the inventor

oder chemischer Beschaffenheit der Kontakte vorhanden. or chemical nature of the contacts.

Eine gleichmäßige Abnutzung aller Kontakte bei einem elektrischen Schaltgerät mit Mehrfachunterbrechung in Reihe und Schaltbrücke wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche bei ungleichem Abbrand an den einzelnen Schaltstellen die Schaltbrücke bei jedem Schaltvorgang in einen derartigen Zustand überführt, daß diejenige Schaltstelle zuerst geöffnet bzw. zuletzt geschlossen wird, die vor Beginn des Schaltvorganges den kleineren Abbrand aufwies.Uniform wear of all contacts in an electrical switching device with multiple interruptions in series and switching bridge is achieved according to the invention in that a device is provided, which the switching bridge at each switching point in the event of unequal burn-up at the individual switching points Switching operation transferred to such a state that that switching point is opened first or last is closed, which had the smaller burn-up before the start of the switching process.

Im folgenden werden an Hand der Zeichnung meh^- rere Ausführungsbeispiele für Schaltgeräte gemäß der Erfindung erläutert.In the following, on the basis of the drawing, meh ^ - rere embodiments for switching devices according to the invention explained.

In Fig. 1 ist ein Schaltgerät dargestellt, das eine Schaltanlage 1 enthält, die von einem beliebigen Antrieb, beispielsweise einem Elektromagneten, bewegt wird. In der Schaltstange 1 ist um die Achse 2 das Bauteil 3 schwenkbar gelagert, das die Schaltbrücke 5 trägt. Die kraftschlüssige Verbindung des Bauteils 3 mit der Schaltbrücke 5 erfolgt über die Blattfeder 6 und die Schraubenmutter 7. Die bewegliche Schaltbrücke 5 trägt die Kontakte 8 und 9, die mit den festen Kontakten 10 und 11 zusammenarbeiten. In der Bohrung 12 der Schaltstange 1 ist gemäß der Erfindung eine Einrichtung untergebracht, die die Schaltbrücke bei jedem Ausschaltvorgang aus der im eingeschalteten Zustand eingenommenen Lage herausschwenkt. Diese Einrichtung besteht aus dem durch die Hebel 13 und 14 gebildeten Kniegelenk, dem Übertragungsglied 15 und der Druckfeder 16. Der Hebel 13 ist mit dem Bauteil 3 starr verbunden. Auf das freie EndeIn Fig. 1, a switching device is shown which contains a switchgear 1, which is from any drive, for example an electromagnet, is moved. In the shift rod 1 is around the axis 2 Component 3, which carries the switching bridge 5, is pivotably mounted. The non-positive connection of component 3 with the switching bridge 5 takes place via the leaf spring 6 and the screw nut 7. The movable switching bridge 5 carries the contacts 8 and 9, which cooperate with the fixed contacts 10 and 11. In the hole 12 of the shift rod 1 is housed according to the invention, a device that the switching bridge swings out of the position assumed in the switched-on state with each switch-off process. This device consists of the knee joint formed by the levers 13 and 14, the transmission link 15 and the compression spring 16. The lever 13 is rigidly connected to the component 3. To the free end

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des Hebels 14 wirkt über das zweckmäßig gestaltete Übertragungsglied 15 die Kraft der Druckfeder 16.of the lever 14, the force of the compression spring 16 acts via the appropriately designed transmission member 15.

Befindet sich das Schaltgerät im eingeschalteten Zustand und ist der Abbrand an beiden Schaltstellen, gleich groß, so ist das Kniegelenk gestreckt, d.h. die Längsachsen der Hebel 13 und 14 liegen beide in der Verlängerung der Achse der Druckfeder 16. Der Winkel zwischen der Achse der Antriebsstange 1 und der Schaltbrücke 5 -beträgt dann 90°. .If the switching device is switched on and the burn is at both switching points, the same size, the knee joint is stretched, i.e. the longitudinal axes of levers 13 and 14 are both in the Extension of the axis of the compression spring 16. The angle between the axis of the drive rod 1 and the Switching bridge 5 then amounts to 90 °. .

Ist jedoch der Abbrand an beiden Schaltstellen, wie in Fig. 2 dargestellt, ungleich, so steht im eingeschalteten Zustand die Schaltbrücke entsprechend schief, und infolge der. .von der Druckfeder 16 auf das Kniegelenk ausgeübten Kraft ist dieses eingeknickt. Wird das Schaltgerät ausgeschaltet, so führt in dem Augenblick, in dem der Kontaktdruck Null wird, das von der Druckfeder 16 über die Hebel IS und 14 auf die Schaltbrücke 5 ausgeübte Drehmoment zu einer Schwenkung der Schaltbrücke entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse 2. Dadurch werden die Kontakte 9 und 11, d. h. diejenigen zuerst geöffnet, die vor Beginn des Schaltvorganges den kleineren Abbrand aufwiesen. Bei der Wiedereinschaltung wefderi-diese Kontakte dann zuletzt wieder geschlossen. ■;. If, however, the burn-off at both switching points, as shown in FIG. . The force exerted by the compression spring 16 on the knee joint is buckled. If the switching device is switched off, the moment the contact pressure becomes zero, the torque exerted by the compression spring 16 via the levers IS and 14 on the switching bridge 5 causes the switching bridge to pivot counterclockwise around the axis 2 the contacts 9 and 11, ie those opened first, which had the smaller consumption before the start of the switching process. When switching on again, these contacts are then closed again last. ■ ;.

Ist, umgekehrt zu dem in Fig. 2 dargestellten Zustand, der Abbrand an dexrEontakten 9 und 11 größer, so knickt das aus den Hebeln IS und 14 bestehende Kniegelenk nach der anderen Seite ein, und das von der Zylinderfeder 16 auf die^TSchaltbrücke ausgeübte Drehmoment wirkt in Richtung des Uhrzeigersinnes. Es werden daher die Kontakte 8 und 10 zuerst und die Kontakte 9 und 11 zuletzt igeöffnet. Auch in diesem Fall" wer den also diejenigen- Kontakte zuerst geöffnet und zuletzt wieder geschlossen, die vor Beginn des Schaltvorganges den kleineren Abbrand aufwiesen.Conversely to the state shown in FIG. 2, if the erosion on dexrEontakten 9 and 11 is greater, the knee joint consisting of levers IS and 14 buckles to the other side, and the torque exerted ^{by cylinder spring 16 on the T switching bridge} acts in the clockwise direction. Contacts 8 and 10 are therefore opened first and contacts 9 and 11 last. In this case, too, "those contacts are opened first and then closed again last, which had the smaller burn-off before the start of the switching process.

Die durch das Drehmoment verursachte Schwenkung der Schaltbrücke 5 wird durch Anschläge 17 und 18 an dem Bauteil S begrenzt. Diese Anschläge sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Schaltbrücke bei je-"dern Ausschaltvorgang um einen Winkel zwischen der Achse von Antriebsstange 1 und Schaltbrücke 5 geschwenkt wird, der größer ist als derjenige, welcher sich im eingeschalteten Zustand und größter Ungleichheit des Abbrandes an den beiden Kontakten einstellt. Dadurch wird erreicht, daß'auch bei größter Ungleichheit des Abbrandes die Schaltstellen nacheinander öffnen.The pivoting of the switching bridge 5 caused by the torque is controlled by stops 17 and 18 limited to the component S. These stops are preferably arranged in such a way that the switching bridge on each Switch-off process pivoted through an angle between the axis of drive rod 1 and switching bridge 5 which is greater than that which is in the switched-on state and the greatest inequality of the burn-off on the two contacts. This ensures that the switching points one after the other, even if the burn-up is extremely unequal to open.

Es wäre im Extremfall sogar auch möglich, die Anschläge 17 und 18 an dem Bauteil 3 so auszubilden, •daß bei jedem Schaltvorgang nur jeweils diejenige Schaltstelle geöffnet wird," die den kleineren Abbrand aufweist, während die andere Schaltstelle geschlossen bleibt.In extreme cases, it would even be possible to attack 17 and 18 on the component 3 so that • that with each switching process only one Switching point is opened, "which has the smaller burn-off, while the other switching point is closed remain.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform eines Schaltgerätes dargestellt, in dem der Hebel 14 durch eine Kugel 19 ersetzt und der Hebel IS an seinem der Kugel zugewandten Ende zugespitzt ist. Bei dieser Anordnung ist es nicht erforderlich, zwischen Kugel 19 und Druckfeder 16 ein besonderes Übertragungsglied (entsprechend dem Teil 15 in Fig. 1 und 2) einzuschalten. Die Schaltbrücke 5 befindet sich bei gleichem Abbrand an beiden Kontakten im labilen Gleichgewichtszustand, wenn während des Ausschaltvorganges der Kontaktdruck den Wert Null erreicht.3 and 4, an embodiment of a switching device is shown in which the lever 14 by replaced a ball 19 and the lever IS at its the Ball facing end is pointed. With this arrangement it is not necessary between ball 19 and compression spring 16 to switch on a special transmission element (corresponding to part 15 in FIGS. 1 and 2). The switching bridge 5 is in the unstable state of equilibrium with the same consumption on both contacts, if the contact pressure reaches zero during the switch-off process.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ähnlich wie die der Anordnung nach den Fig. 1 und 2.The mode of operation of this arrangement is similar to that of the arrangement according to FIGS. 1 and 2.

Ist nämlich der Abbrand, wie in Fig. 4 dargestellt, beispielsweise an den Kontakten 8 und 10 größer als an den Kontakten 9 und 11/ so wird die Schaltbrücke 5 beim Ausschaltvorgang durch die Druckfeder 16 über die Kugel 19 und den Hebel 13 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt.If the burn-up, as shown in FIG. 4, is greater than, for example, on contacts 8 and 10 at contacts 9 and 11 / so the switching bridge 5 is activated by the compression spring during the switching-off process 16 pivoted over the ball 19 and the lever 13 counterclockwise.

Ist der Abbrand an den Kontakten 9 und 11 größer als an. den Kontakten 8 und 10, so wird die Schaltbrücke 5 beim Ausschaltvorgang durch die Druckfeder 16 über die Kugel 19 und den Hebel 13 in Richtung des Uhrzeigersinnes geschwenkt. In beiden Fällen wird also diejenige Schaltstelle zuerst geöffnet bzw. zuletzt geschlossen, die vor Beginn des Schaltvorganges den kleineren. Abbrand aufwies.Is the burn on contacts 9 and 11 greater than on. the contacts 8 and 10, so the switching bridge 5 when switching off by the compression spring 16 over the ball 19 and the lever 13 in the direction swiveled clockwise. In both cases, that switch point is opened or closed first. closed last, the smaller one before the start of the switching process. Burning showed.

Eine gegenüber den vorhergehenden Beispielen vereinfachte Ausführung eines Schaltgerätes gemäß der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, in der an Stelle der Druckfeder 16 und des Hebels 14 lediglich eine leicht vorgespannte Blattfeder 20 verwendet ist. In diesem Fall übt die Blattfeder 20 bei ungleichmäßigem Abbrand'an den Schaltstellen das bisher von der Druckfeder 16 aufgebrachte Drehmoment in der einen oder anderen Richtung auf die Schaltbrücke aus.A simplified version of a switching device according to FIG the invention is shown in Fig. 5, in which instead of the compression spring 16 and the lever 14 only one slightly pretensioned leaf spring 20 is used. In this case, the leaf spring 20 exercises on uneven Abbrand'an the switching points the torque previously applied by the compression spring 16 in one or in another direction on the switching bridge.

Ist z. B., wie in Fig. 6 dargestellt, "der Abbrand an den Kontakten 8 und 10 größer als an den Kontakten 9 und 11, so wird bei einem Ausschaltvorgang die Blattfeder 20 die Schaltbrücke entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse 2 drehen und so lange die Kontakte 9 und 11 zuerst öffnen, bis die Ungleichmäßigkeit im Abbrand zwischen den Kontakten 8 und 10 bzw. 9 und 11 ausgeglichen ist. Tritt dann einmal der größere Abbrand an den Kontakten 9 und 11 auf, so dreht sich die Schaltbrücke bei dem ersten darauffolgenden Einschaltvorgang in Richtung des Uhrzeigersinnes, und die Blattfeder 20 springt in die gestrichelt gezeichnete Lage. Dadurch wird bei dem folgenden Ausschaltvorgang die Schaltbrücke ebenfalls in Richtung des Uhrzeigersinnes gedreht, so daß die Kontakte 8 und 10 zuerst öffnen und somit der ungleiche Abbrand wieder ausgeglichen wird. Es wird also stets erreicht, daß der Abbrand an beiden Kontakten gleich groß ist.Is z. B., as shown in Fig. 6, "the burn on the contacts 8 and 10 are larger than the contacts 9 and 11, so the leaf spring is in the event of a disconnection process 20 turn the jumper counterclockwise around axis 2 and keep contacts 9 and 11 first open until the unevenness in the erosion between contacts 8 and 10 or 9 and 11 is balanced. If the larger burn-off then occurs on contacts 9 and 11, it rotates the switching bridge moves clockwise during the first subsequent switch-on process, and the leaf spring 20 jumps into the position shown in dashed lines. This will result in the following switch-off process the jumper is also turned clockwise so that the contacts 8 and 10 open first and thus the uneven burn-off is compensated for again. So it is always achieved that the erosion on both contacts is the same.

In gewissen Fällen kann es von Vorteil sein, die Blattfeder 20 nicht, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, einerseits in der Schaltstange 1 und andererseits in dem Hebel IS einzuspannen, sondern beiderseits in der Schaltstange 1, wie dies in den Fig. 7 ■ und 8 dargestellt ist. In diesem Fall ist das freie Ende des starr mit der Schaltbrücke verbundenen Hebels 13 in Richtung seiner Längsachse geschlitzt, und die Blattfeder 20 ragt bis annähernd zu ihrer Mitte in diesen Schlitz hinein. Zweckmäßig ist das durch den Schlitz geteilte freie Ende des Hebels 13 als Anschlag 21 bzw. 22 für die Blattfeder 20 ausgebildet. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist dieselbe wie die der Anordnung nach Fig. 5 und 6.In certain cases it can be advantageous not to use the leaf spring 20, as shown in FIGS. 5 and 6, on the one hand clamp in the shift rod 1 and on the other hand in the lever IS, but on both sides in the Shift rod 1, as shown in FIGS. 7 ■ and 8. In this case the free end of the is rigid with the switching bridge connected lever 13 slotted in the direction of its longitudinal axis, and the leaf spring 20 protrudes into this slot almost to its center. That which is divided by the slot is useful free end of the lever 13 as a stop 21 or 22 for the leaf spring 20 is formed. The operation of this arrangement is the same as that of the arrangement according to FIGS. 5 and 6.

Claims

PATENT CLAIMS:

! .Electric switching device with multiple interruption in series connection and switching bridge, characterized by a device which at uneven burn-off at the individual switching points, the switching bridge with each switching process transferred into such a state that that switching point is opened first or closed last which had the smaller burn-up before the start of the switching process.

2. Electrical switching device according to claim 1, characterized in that the switching bridge around an axis mounted in the drive rod is pivotable and perpendicular to the longitudinal axes the switch rod and the switch bridge.

3. Electrical switching device according to claim 1, characterized by stops for limiting

of the angle between the drive rod and the switching bridge by which the switching bridge for each Switch-off process is pivoted.

4. Electrical switching device according to claim 3, characterized in that the angle between the axis of the drive rod and switching bridge, around which they are pivoted each time it is switched off is greater than that which is in the switched-on state and the greatest inequality of the burn-off at the switching points.

5. Electrical switching device according to claim 1, characterized by a knee joint, one of which The free end of the lever is rigidly connected to the switching bridge and on which the free end of the other lever by a spring which is supported against the shift rod, a Pressure force is exerted.

6. Electrical switching device according to claim 5, characterized in that the lever on the the compressive force of the spring acts, replaced by a ball and the other lever on its the ball facing side is pointed.

7. Electrical switching device according to claim 1, characterized by a slightly biased Leaf spring, on the one hand in the drive rod and on the other hand with one end of a with the switching bridge is clamped rigidly connected lever.

8. Electrical switching device according to claim 1, characterized by a leaf spring on both sides is clamped in the drive rod, and a lever that is rigidly connected to the switching bridge and the free end of which has a slot running in the direction of its longitudinal axis, into which the leaf spring protrudes up to about its center.

9. Electrical switching device according to claim 8, characterized in that the through the slot divided free end of the lever is designed as a stop for the leaf spring.

10. Electrical switching device according to claim 1, characterized in that the device in a concentric bore of the drive rod is housed.

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