DE1052531B

DE1052531B - Schalteinrichtung mit einer axialsymmetrisch an einer Drehstabfeder sitzenden Kontaktbruecke

Info

Publication number: DE1052531B
Application number: DEE10141A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Adil Erk
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1955-01-26
Filing date: 1955-01-26
Publication date: 1959-03-12
Also published as: GB783398A; CH343482A; FR1140292A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichmit einer axialsymmetrisch an einer Drehstabfeder sitzenden und von dieser nach Freigabe der Federkraft angetriebenen Kontaktbrücke.

Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgäbe soll eine solche Schalteinrichtung in einer Anordnung mit Haupt- und Nebenkontakten verwendet werden, die Ströme schnellstens unterbrechen soll und bei der die Nebenkontakte in einem genau bestimmten, kurzen zeitlichen Abstand nach den Hauptkontakten öffnen müssen, damit die Kommutierung des Stromes vom Haupt- auf den Nebenstrompfad sicher und schnell vonstatten geht.

Erfindungsgemäß wird bei der Verwendung von parallelen, mit geringem zeitlichem Unterschied gegenüber der an der Drehstabfeder sitzenden Kontaktbrücke des Hauptstrompfades schaltenden Nebenkontakten die Schaltbewegung der Nebenkontakte von der Drehbewegung der Drehstabfeder selbst abgeleitet. Man erhält somit eine Schalteinrichtung mit Haupt- und Nebenkontakten, bei welcher mit Hilfe einer Drehstabfeder in besonders einfacher und präziser Weise Schaltvorgänge äußerst schnell bewirkt werden können, und zwar dadurch, daß der Drehstabfeder zwei verschiedene Aufgaben zugewiesen werden, nämlieh die Betätigung der Hauptkontakte und die Betätigung der Nebenkontakte.

In Verbindung mit der Maßnahme der Erfindung ist der konstruktiven Durchbildung der Schalteinrichtung höchste Aufmerksamkeit zu widmen. Die zu bewegenden Massen müssen leicht in Gang gesetzt werden können. Zu verwendende Auslöseeinrichtungen müssen eine äußerst schnelle Freigabe der Kraft der Drehstabfeder im gewünschten Augenblick ermöglichen. Die Schalteinrichtung soll sich vor allem dazu eignen, unerwünscht hohe Kurzschlußströme in Gleichoder Wechselstromanlagen schnellstens zu unterbrechen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.

In Fig. 1 ist das Schema für eine erfindungsgemäß ausgebildete Schalteinrichtung angegeben. Von den Klemmen 1 und 2 der Schaltvorrichtung führt der Strompfad über die Hauptkontaktstücke 3, 4 und 5, 6. Parallel zu diesen Kontaktstücken befindet sich der Nebenkontaktbiigel 7, der die beiden Schienen 8 und 9, auf denen die Lichtbogenfußpunkte während des Abschaltvorganges durch kräftige Magnetfelder abgelenkt werden, kurzschließt. Als Kraftspeicher für den Schalterantrieb ist eine Drehstabfeder 10 angeordnet, deren Ausschaltbewegung im Pfeilsinn 11 erfolgt. Um die Drehstabfeder in der Einschaltstellung festzuhalten, ist eine Sperrklinke 12 in Verbindung mit einer Haltevorrichtung 13 vorgesehen. Diese S ehalt einrichtung
mit einer axialsymmetrisch an einer
Drehstabfeder sitzenden Kontaktbrücke

Anmelder:
Calor-Emag
Elektrizitäts-Aktiengesellschaft,
Ratingen bei Düsseldorf, Bahnstr. 39-45

Dr.-Ing. Adil Erk, Braunschweig,
ist als 'Erfinder genannt worden

Haltevorrichtung 13 hängt an einem Körper 14, der durch eine detonierende Sprengladung zerlegt werden kann. 15 stellt einen Schutztopf dar. Der Nebenkontaktbügel 7 steht unter dem Einfluß einer Feder 16, die für den erforderlichen Kontaktdruck sorgt. Der Bügel 7 ist weiterhin mit einer Stange 17 verbunden, die unter dem Einfluß einer Feder 18 steht und sich gegen eine Auflagefläche an der Drehstabfeder 10 selbst oder ihrer Fortsetzung abstützt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Im Einschaltzustand fließt der Strom, wie bereits erwähnt, hauptsächlich über die Hauptkontaktstücke 3, 4 und 5, 6. Soll eine Abschaltung eingeleitet werden, so erfolgt dies durch unmittelbare Beeinflussung der Steuerspule 19 durch den Schalterstrom. In der Wicklung 20 kann eine Spannung induziert werden, die ausreicht, um die im Körper 14 angeordnete Sprengladung zur Detonation zu bringen. Mit Hilfe der Steuerwicklung 21 kann auf die Richtung und Höhe des Stromes, bei welchem der Schalter ansprechen soll, Einfluß genommen werden.

Durch die Zerlegung der Körpers 14 gibt die Haltevorrichtung 13 die Klinke 12 frei, so daß sich die damit verbundene Drehstabfeder 10 in Pfeilrichtung 11 verdrehen kann und dabei die Hauptkontakte 3, 4 und 5, 6 öffnet. Die Hauptkontaktstücke 3 und 5 stehen unter dem Einfluß je eines Kraftspeichers, so daß sie eine geringe Nachlaufbewegung mitmachen können.

Unter Berücksichtigung dieser Nachlaufbewegung wird sobald wie möglich die Stange 17 durch die Verdrehung der Drehstabfeder 10 freigegeben, so daß nach erfolgter Trennung der Hauptkontaktstücke auch

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Claims

die Trennung der Nebenkontaktstücke bewirkt und damit das Ziehen des Lichtbogens bzw. seine Löschung eingeleitet wird. Bei der konstruktiven Durchbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist darauf zu achten, daß die Leiterschleife, welche durch Haupt- und Nebenkontakte gebildet wird, möglichst klein ist, um die Zeit zur Kommutierung des Stromes von den Hauptkontakten auf die Nebenkontakte möglichst klein zu halten, und daß weiterhin die Trennung der Nebenkontakte etwa in einem zeitlichen Abstand nach der Trennung der Hauptkontakte erfolgt, der zur Kommutierung des Stromes von den Hauptkontakten auf die Nebenkontakte erforderlich ist. Die die Hauptkontaktstelle bildenden festen Kontaktteile 3 und 5 sind nachgiebig auszubilden und stehen, wie bereits erwähnt, unter dem Einfluß von Kraftspeichern, welche etwa so anzuordnen und zu bemessen sind, daß sich an beiden Hauptkontaktstellen 3 und 4 einerseits und 5 und 6 andererseits etwa der gleiche Kontaktdruck einzustellen vermag. Es ist besonders wichtig, auch die Bewegung des Nebenkontaktbügels 7 möglichst stark zu beschleunigen. Es ist also auch in diesem Falle erforderlich, den Bügel 7 und die mit ihm in Zusammenhang stehenden Teile, vorzugsweise die Teile 16 und 17, möglichst massearm auszubilden. Diie die Auissehaltbewegung des Nebenkontaktbügelis 7 herbei fUhrende Feder 18 braucht nicht in ihrer ganzen Masse beim Aussehaltvorgang beschleunigt zu werden und nicht für den gesamten Ausschaltweg, den der Bügel 7 zurücklegt, bemessen zu werden, da es genügt, daß die Feder 18 der Stange 17 und dem Bügel 7 einen anfänglich starken Bewegungsimpuls verleiht, sobald die Freigabe der Stange 17 durch die Verdrehung der Unterlage bzw. Drehstabfeder 10 erfolgt ist. In Fig. 2 ist eine mehr konstruktiv gehaltene Darstellung für die Ausbildung der Hauptkontaktstücke angegeben. Die drehbaren Hauptkontaktstücke sind zu einem gemeinsamen Kontaktstück 22 vereinigt, während die festen Kontaktstücke aufgeteilt sind in Zuleitungsschienein 23 und die abgefederten Kontaktbrücken 24. Die Drehstabfeder 10 für den Schalterantrieb und die Kontaktbrücke 22 sind elektrisch voneinander durch eine entsprechende Isolierschicht 25 getrennt. In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit für die konstruktive Ausbildung der Hauptkontaktstücke angegeben. Die Zuleitungsschienen 23 tragen in diesem Falle über flexible Zuleitungen 26 die abgefederten Kontaktstücke 27., die sich im ausgeschalteten Zustand gegen Anschläge 28 abstützen können. Das drehbare Hauptkontaktstück 22 ist mit einer Drehstabfeder 10 über Isoliereinlagen 29 verbunden, und zwar etwa in einer Art und Weise, wie sie in Fig. 4 skizziert ist. Die Auslösung der Ausschaltbewegung erfolgt beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mittels eines Rollenauslösers, bei welchem sich die Klinke 12 auf vier Rollen 29 stützt. Die beiden mittleren der vier Rollen 29 legen sich gegen eine Auflage 30., die ihrerseits von dem Magneten 31 und dem Anker 32 gehalten wird. Durch Entregung des Magneten 31 wird die Auflage 30 unter dem Einfluß der Feder 33 in Pfeilrichtung bewegt und damit der Rollenauslöser freigegeben. In den Fig. 4, 5, 6 und 7 sind einige Möglichkeiten aufgezeichnet, auf welche Art die Drehstabfeder für den Schalterantrieb und die Strom führenden Hauptkontaktteile konstruktiv miteinander verbunden werden können. In Fig. 4 ist die Drehstabfeder 10 über ihre Auflage 34 und 35 einseitig verlängert und ge- kröpft. Das bewegliche Hauptkontaktstück 22 ist unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht 36 in der Kröpfung 37 befestigt. In Fig. 5 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher die Drehstabfeder 10 so ausgebildet ist, daß sie zur Befestigung des beweglichen, stromführenden Hauptkontaktteiles 22 zwischen den Lagern 34 und 35 geeignet ist. Es können parallel zusätzliche Auflagen 38 und 39 vorgesehen werden. An der Stelle, an welcher der Hauptkontaktteil 22 auf der Drehstabfeder 10 sitzt, kann diese gemäß Fig. 6 mit quadratischem Querschnitt ausgebildet werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist die Drehstabfeder 10 und der drehbar angeordnete Hauptkontaktteil 22 unter Zwischenschaltung eines Kupplungsgliedes 40 miteinander verbunden. Es ist darauf zu achten, daß bewegliche Hauptkontaktstücke so ausgebildet und angeordnet werden, daß Eisenverluste in ihrer Haltevorrichtung vermieden bleiben. Werden Anordnungen gewählt, etwa gemäß Fig. 7, bei denen die Haltevorrichtung 41 den stromführenden Teil 22 umschließt, so wird zur Herabsetzung der Eisenverluste bei Wechselstrom die Haltevorrichtung 41 aus nichtmagnetischem Material anzufertigen sein. In den Fig. 8, 9 und 10 sind noch einige schematische Anordnungen für die Antriebsmöglichkeiten der Nebenkontaktbügel 7 gezeigt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 8 erfolgt die Ausschaltbewegung des Teiles 7 unmittelbar infolge der Drehbewegung der Drehstabfeder 10. Die Masse der mit ihr fest verbundenen Teile ist wesentlich größer als die Masse des Kontaktbügels 7 und der mit ihm verbundenen Teile; es wird daher durch den Aufschlag des Bügels 42 auf die Auflage 43 die Ausschaltgeschwindigkeit der Drehstabfeder nicht wesentlich herabgesetzt, wodurch die Anfangsbeschleunigung des Nebenkontaktbügels 7 außerordentlich groß wird. Bei der Anordnung nach Fig. 9 trägt die Drehstabfeder 10 einen Exzenter 44, welcher durch Verdrehung die Kniehebelanordnung 45 über ihren Totpunkt drückt und damit die Ausschaltbewegung des Nebenkontaktbügels 7 einleitet. Fig. 10 zeigt schließlich eine Variante, bei welcher an Stelle der geradlinigen Bewegung eines Bügels 7 der Lichtbogen mittels der Drehbewegung eines Schaltarmes 46 von der Schiene 47 weggezogen und auf die Schiene 48 übergeleitet wird. Der Schaltarm 46 kann unmittelbar mit der Drehstabfeder 10 in Verbindung stehen. Zwischen dem Schaltarm 46 und der Schiene 48 ist eine flexible Strom verbindung 49 vorzusehen. PaTENTANSPBÜCHE:

1. Schalteinrichtung mit einer axialsymmetrisch an einer Drehstabfeder sitzenden und von dieser nach Freigabe der Federkraft angetriebenen Kontaktbrücke, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von parallelen, mit geringem zeitlichem Unterschied gegenüber der Kontaktbrücke des Hauptstrompfades schaltenden Nebenkontakten die Schaltbewegung der Nebenkontakte von der Drehbewegung der Drehstabfeder selbst abgeleitet wird.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschaltkraftspeicher (18) der Nebenkontakte (7) über eine Stange (17) an einer sich mit dar Drehstabfeder (10) drehenden Unterlage abgestützt ist, von der die Stange (17) nach einer gewissen Drehung der Drehstabfeder (10) abrutscht (Fig. 1).