DE1062789B - Compressed air blowing device for electrical circuit breakers - Google Patents

Compressed air blowing device for electrical circuit breakers

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DE1062789B
DE1062789B DES55994A DES0055994A DE1062789B DE 1062789 B DE1062789 B DE 1062789B DE S55994 A DES55994 A DE S55994A DE S0055994 A DES0055994 A DE S0055994A DE 1062789 B DE1062789 B DE 1062789B
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DE
Germany
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piston
housing
angle
contact piece
compressed air
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Pending
Application number
DES55994A
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German (de)
Inventor
Gerhard Harz
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VEM Sachsenwerk GmbH
Original Assignee
Sachsenwerk Licht und Kraft AG
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Publication date
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    • 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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/886—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts by movement of rotating pistons

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  • Circuit Breakers (AREA)

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Druckluftblaseinrichtung für elektrische " Leistungsschalter mit einem am beweglichen Schaltstück angebrachten Verdichtungsgehäuse und einem Schwenkkolben, der dem Verdichtungsgehäuse beim Ausschaltvorgang mittels einer Hebelanordnung entgegenbewegt wird. Es sind Druckluftschalter bekannt, bei denen die Blasluft im Zuge der Ausschaltbewegung innerhalb eines feststehenden Blaszylinders mittels zweier gegeneinander bewegten Kolben erzeugt wird.The invention relates to a compressed air blowing device for electrical "circuit breakers" a compression housing attached to the movable contact piece and a swivel piston, which the Compression housing is moved in the opposite direction by means of a lever arrangement during the disconnection process. There are Compressed air switch known, in which the blown air in the course of the switch-off movement within a fixed Blowing cylinder is generated by means of two pistons moved against one another.

Weiterhin ist auch ein Leistungstrennschalter bekanntgeworden, dessen bewegliches Schaltstück einen Kompressionszylinder" mit Kolben trägt. Die Blaskolben werden bei all diesen Schaltern durch verhältnismäßig komplizierte und aufwendige mechanische Hebelsysteme betätigt,'die erhebliche träge Massen aufweisen. Die Aüsschättfedern dieser Schalter müssen somit sehr kräftig seih. Ferner haftet diesen Antriebssystemen erhöhte Reibung an und sie haben den Mangel toter Räume und Druckverluste. Ihr mechanischer und pneumatischer Wirkungsgrad liegt demnach niedrig, und die mechanische"'Antriebsenergie wird schlecht ausgenutzt.Furthermore, a circuit breaker has become known, the movable contact piece one Compression cylinder "with piston. The blow pistons are with all these switches by proportionately complicated and expensive mechanical lever systems actuated, 'which have considerable inertial masses. The switching springs of these switches must therefore be very strong. Furthermore, these drive systems have increased friction and deficiency dead spaces and pressure losses. Their mechanical and pneumatic efficiency is therefore low, and the mechanical drive energy is poorly used.

Weiterhin sind auch bereits Schalter bekanntgeworden, bei denen" der bewegliche Teil des Luftverdichters die Form eines Flügelkolbens hat. Der Flügelkolben steht mit dem beweglichen Kontakt in Verbindung und wird von Federn oder Nocken angetrieben. Das kreissektprförmige Verdichtungsgehäuse ist auf der Rückseite des Schalters am Schaltergrundrahmen angebracht. Diese Vorrichtungen weisen aber ebenfalls erhebliche träge Massen auf und haben darüber hinaus ebenso wie die bekannten Blaseinrichtungen für zusätzlichen Anbau an Schalter den Nachteil eines erheblichen Raumbedarfes. Außerdem weisen diese Schalter eine erhöhte Ausschaltzeit auf, da die Trennung der Schaltstücke erst nach einer Vorverdichtung der Blasluft im Zylinder erfolgt.Furthermore, switches are already known in which "the moving part of the air compressor has the shape of a winged piston. The vane piston is in contact with the movable contact Connection and is driven by springs or cams. The circular hexagonal compression housing is attached to the back of the switch on the switch base frame. However, these devices have also have considerable inertial masses and, moreover, just like the known blowing devices the disadvantage of a considerable space requirement for additional mounting on switches. Also wise this switch has an increased switch-off time, since the separation of the contact pieces only after a pre-compression the blown air takes place in the cylinder.

Die Erfindung hat .sich zur Aufgabe gestellt, eine Druckluftblaseinrichtung mit besonders einfachem mechanischem Aufbau zu schaffen, welche die Mängel der bekannten Anordnungen nicht aufweist. Außerdem soll die neue Blaseinrichtung eine hohe Anfangsverdichtung der Luft innerhalb des Kompressionsgehäuses liefern. Dies ist besonders wünschenswert, wenn die Blaseinrichtung bei Leistungsschaltern mit Löschung des Lichtbogens in von Isolierstoffplatten gebildeten Kammern mittels eines magnetischen Blasfeldes als zusätzliche Löscheinrichtung für Abschaltlichtbögen geringerer Stromstärke Verwendung finden soll.The invention has set itself the task of creating a compressed air blowing device with a particularly simple to create a mechanical structure which does not have the shortcomings of the known arrangements. aside from that the new blowing device is intended to provide a high initial compression of the air within the compression housing. This is particularly desirable when the blower in circuit breakers with extinguishing of the arc in from insulating panels formed chambers by means of a magnetic blown field as an additional extinguishing device for cut-off arcs lower amperage is to be used.

Die Erfindung verwirklicht diese Aufgabe durch eine solche Anordnung und Ausbildung der Hebelanordnung, daß beim Abschaltvorgang die radial Druckluftblaseinrichtung r.
für elektrische LeistungsschalterThe invention achieves this object by such an arrangement and design of the lever arrangement that the radial compressed air blowing device r.
for electrical circuit breakers

Anmelder:
Sachsenwerk
Licht- und Kraft-Aktiengesellschaft,
ίο München 15, Schillerstr. 14Applicant:
Sachsenwerk
Licht- und Kraft-Aktiengesellschaft,
ίο Munich 15, Schillerstr. 14th

Gerhard Harz, Regensburg, ist als Erfinder genannt wordenGerhard Harz, Regensburg, has been named as the inventor

gegenläufige Relativbewegung des Schwenkkolbens inopposite relative movement of the swivel piston in

«ο bezug auf das kreissektorförmige Verdichtungsgehäuse nach einem bestimmten Drehwinkel des Schaltstückes in eine gleichläufige Relativbewegung übergeführt wird. Diese Relativbewegung wird ermöglicht durch einen am Schaltergrundrahmen mittels eines Bolzens «Ο with respect to the circular sector-shaped compression housing is converted into a co-rotating relative movement after a certain angle of rotation of the contact piece. This relative movement is made possible by a bolt on the switch base frame

as schwenkbar gelagerten Kniehebels, der den Kolben und das Verdichtungsgehäuse über an ihm angelenkte Laschenpaare kraftschlüssig miteinander verbindet. Überschreitet das Laschenpaar zwischen Schwenkkolben und Kniehebel die Strecklage gegenüber dem gemeinsamen Drehpunkt des beweglichen Schaltstückes, des Gehäuses und dem Kolben, so kehrt sich die Drehrichtung des letzteren jeweils um. Auf diese Weise erreicht man die gewünschte hohe Anfangsverdichtung der Luft und damit bei beginnender Kon- takttrennung ein schnelles Einsetzen des kräftigen Blasstromes auf den Ausschaltlichtbogen.he pivoted toggle lever that linked the piston and the compression housing to it Pairs of tabs non-positively connected to each other. Exceeds the pair of tabs between the swivel pistons and toggle lever the extended position with respect to the common pivot point of the movable contact piece, the housing and the piston, so it is reversed the direction of rotation of the latter in each case. In this way, the desired high initial compression of the air is achieved and thus when the cycle separation a rapid onset of the powerful blowing current on the switch-off arc.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann durch entsprechende Auslegung der Hebelanordnung der zwischen dem Verdichtungsgehäuse und dem Schwenkkolben in eingeschaltetem Zustand vorhandene Winkel kleiner sein als der Schaltwinkel des beweglichen Kontaktes. Durch diese Maßnahme ergibt sich bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen ■ weniger Raumbedarf für das Hebelsystem sowie die Möglichkeit einer günstigeren Fertigung. Die Luftzuführung zu dem zwischen Festkontakt und beweglichem Schaltstück gezogenen Abschaltlichtbogen erfolgt über ein Rohr, welches an den Deckel des ganz oder teilweise aus Isoliermaterial, z. B. Hartpapier oder Hartgewebe, bestehenden Verdichtungsgehäuses angebaut ist.According to a further feature of the invention, by appropriate design of the lever arrangement the one between the compression housing and the oscillating piston in the switched-on state The angle must be smaller than the switching angle of the moving contact. This measure results with otherwise unchanged conditions ■ less space required for the lever system and the possibility cheaper manufacturing. The air supply to the one between the fixed contact and the movable contact piece The drawn cut-off arc takes place via a tube, which is attached to the cover of the completely or partially made of insulating material, e.g. B. hard paper or hard tissue, existing compression housing is grown.

Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel sowie die beiden Zeitdiagramme verwiesen.For a further explanation of the device according to the invention, reference is made to that shown in the drawing Embodiment and the two timing diagrams referenced.

909 580/300909 580/300

Claims (6)

Abb. 1 und 2 zeigen die Teilanskht- eines Schalteroles in eingeschaltetem Zustand bzw. in der AUS- !tellung mit der Druckluftblaseinrichtung gemäß der Erfindung; Abb. 3 gibt im Schnitt eine. Draufsicht zu dem ichälterpol nach Abb. 2 wieder; in Abb^ 4 ist der Sehaltwinkel a und in Abb. 5 das Hubvolumen vB in Abhängigkeit von [e'r Ausschaltzeit t bei konstanter Schaltgeschwindig- ;eit ν dargestellt, wobei a den Wiiikelweg des Ver-[ichtungsgehäuses und &'4e» .des Schwenkkolbens beeichnet. , ' '· · ; ' k lh den einzelnen Abbildungen sind'der Einheitlich- :eit halber einander entsprechende Teite mit den Reichen Bezugszahlen versehen. 1S Der Festkontakt, ist mit 1, das bewegliche Schalttück mit I1 das Verdichtungsgehäuse mit 3 und der larin geführte Schwenkkolben mit 4 bezeichnet. Das »ewegliche Schaltstück 2 ist mit dem Gehäuse 3 fest rerbunden und um den gemeinsamen Bolzen 5 dreh- >ar. Über diesen Bolzen ist das Rohr 6 geschoben, an velchem der Kolben 4 befestigt ist. Letzterer wird lurch ein an das bewegliche Schaltstück 2 angelenktes iiebelsystem betätigt. Dies besteht aus einem Laschen- >aar'7, durch welches das Schaltstück 2 einen Winkeliebel 8 und den am Schalterrahmen 9 gelagerten 3olzen 10 dreht. Der Winkelhebel überträgt die Bevegung weiter auf die an dem Kolben befestigten 3ebel 12 mittels des Laschenpaares 11, Das Schaltstück 2 dreht sich bei beginnender Abichaltung aus der in Abb. 1 gezeichneten Lage mit lern Gehäuse 3 entgegen dem Uhrzeigersinn. Durch lie Laschen 7 wird der Winkelhebel 8 und über die taschen 11 und die Hebel 12 die Klappe 4 im Uhr- :eigersinn betätigt. Diese bei beginnender Kontakt- :rennung einsetzende gegenläufige Bewegung zwischen v'erdichtungsgehäuse und Schwenkkolben hat eine lußerordentlich rasche Anfangsverdichtung der im kolben befindlichen Luft zur Folge. Wie aus den \bb. 4 und 5 ersichtlich ist, wird dem Lichtbogen bis ;twa zur dritten Halbwelle des Stromes ein kräftiger Druckluftstrom zugeführt. Hat das bewegliche Schaltstück etwa einen Weg von 40° zurückgelegt, so hemden sich die Laschen 7 gegenüber dem Bolzen 5 in ier gestreckten Lage. In diesem Augenblick kehrt sich iann der Drehsinn des Winkelhebels 8 und somit des Kolbens 4 um; der größte Verdichtungsgrad der Luft ist erreicht. Bei Weiterdrehung des Schaltstückes wird ier Kolben nunmehr im Gegenuhrzeigersinn mitgelommen. Seine Winkelgeschwindigkeit ist jedoch geringer als die des Gehäuses, so daß in der Schalterindstellung nach Abb. 2 und 3 der Kolben neben dem 3ehäusedeckel 13 zu liegen kommt. Wie aus dem in ier Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel hervorgeht, kann der im Einschaltzustand zwischen der Kolbeninnenfläche und der Mittellinie 14 des Bolzens 5 vorhandene Winkel y kleiner sein als der gesamte Schaltwinkel α des beweglichen Kontaktstückes. Bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen ergibt diese Maßnahme geringeren Raumbedarf für die Hebelanordnung. Die Blasluft wird dem Abschaltlichtbogen über das Rohr 15 zugeführt, welches in den Deckel 13 des ganz oder- teilweise aus Isoliermaterial, z. B. Hartpapier oder Hartgewebe, bestehenden Verdichtungsgehäuses eingesetzt ist. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Druckluftblaseinrichtung beschränkt sich nicht nur auf Leistungsschalter mit Löschung des Lichtbogens in Lichtbogenkammern. Sie kann vielmehr bei allen elektrischen Leistungsschaltern mit Eigenerzeugung der Blasluft verwendet werden, bei denen ein hoher Grad an Anfangsverdichtung der Druckluft erwünscht ist. " " Patentansprüche:Fig. 1 and 2 show the Teilanskht- a Schaltoles in the switched-on state or in the OFF! Position with the compressed air blowing device according to the invention; Fig. 3 shows a section. Top view of the elderly pole according to Fig. 2 again; Fig. 4 shows the angle of view a and Fig. 5 shows the stroke volume vB as a function of the switch-off time t at constant switching speed ν, where a is the rolling path of the compression housing and & '4e ».des Swivel piston beeichnet. , '' · ·; For the sake of uniformity, corresponding parts of the individual figures are given the numerals with the suffix. 1S The fixed contact is denoted by 1, the movable switching piece by I1, the compression housing by 3 and the rotary piston guided by larin with 4. The movable contact piece 2 is firmly connected to the housing 3 and rotates about the common bolt 5. The tube 6 is pushed over this bolt and the piston 4 is attached to it. The latter is actuated by a lever system articulated to the movable contact piece 2. This consists of a tab-> aar'7, through which the switching piece 2 rotates an angle gable 8 and the 3-pin 10 mounted on the switch frame 9. The angle lever transmits the movement further to the 3ebel 12 attached to the piston by means of the pair of tabs 11. The switching piece 2 rotates counterclockwise when the locking starts from the position shown in Fig. 1 with the housing 3. The angle lever 8 is actuated through the tabs 7 and the flap 4 is actuated in a clockwise direction via the pockets 11 and the lever 12. This opposite movement between the compression housing and the swivel piston, which begins when the contact begins to break, results in an extremely rapid initial compression of the air in the piston. As from the \ bb. 4 and 5, a powerful compressed air flow is fed to the arc up to about the third half-wave of the flow. If the movable contact piece has covered a distance of about 40 °, then the tabs 7 shirt against the bolt 5 in ier stretched position. At this moment the direction of rotation of the angle lever 8 and thus of the piston 4 is reversed; the highest degree of compression of the air has been reached. If you continue to turn the contact piece, the piston is now included in a counter-clockwise direction. However, its angular velocity is less than that of the housing, so that in the switch position according to FIGS. 2 and 3 the piston comes to rest next to the housing cover 13. As can be seen from the embodiment shown in ier drawing, the angle y present between the piston inner surface and the center line 14 of the bolt 5 in the switched-on state can be smaller than the total switching angle α of the movable contact piece. With otherwise constant conditions, this measure results in less space being required for the lever arrangement. The blown air is fed to the cut-off arc via the tube 15, which is inserted into the cover 13 of the completely or partially made of insulating material, e.g. B. hard paper or hard tissue, existing compression housing is used. The use of the compressed air blowing device according to the invention is not limited to circuit breakers with extinguishing of the arc in arc chambers. Rather, it can be used in all electrical circuit breakers with self-generation of the blown air, in which a high degree of initial compression of the compressed air is desired. "" Claims: 1. Druckluftblaseinrichtung für elektrische Leistungsschalter mit einem am beweglichen Schaltstück angebrachten Verdichtungsgehäuse und einem diesem über eine Hebelanordnung entgegenbewegten Schwenkkolben, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung und Ausbildung der Hebelanordnung, daß beim Abschaltvorgang die radial gegenläufige Relativbewegung des Schwenk: kolbens (4) in bezug auf das kreissektorförmige Verdichtungsgehäuse (3) nach einem bestimmten Drehwinkel des Schaltstückes in eine gleichläufige Relativbewegung übergeführt wird. 1. Compressed air blowing device for electrical circuit breakers with a compressor housing attached to the movable contact piece and a swivel piston moved in opposition to this via a lever arrangement, characterized by such an arrangement and design of the lever arrangement that the radially opposite relative movement of the swivel : piston (4) with respect to the switch-off process Sector-shaped compression housing (3) is converted into a co-rotating relative movement after a certain angle of rotation of the contact piece. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Schaltergrundrahmen (9) mittels Bolzen (10) schwenkbar gelagerter Kniehebel (8) über an ihm angelenkte Laschenpaare (7,11) das Verdichtungsgehäuse und den Schwenkkolben kraftschlüssig miteinander verbindet. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a toggle lever (8) pivotably mounted on the switch base frame (9) by means of bolts (10) connects the compression housing and the swivel piston to one another in a force-locking manner via pairs of tabs (7, 11) hinged to it. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bewegungsrichtung des Schwenkkolbens beim Überschreiten der Strecklage der Laschen (7) gegenüber dem Bolzen (5) jeweils umkehrt. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the direction of movement of the pivoting piston is reversed when the extended position of the tabs (7) relative to the bolt (5) is exceeded. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) des beweglichen Schaltstückes als gemeinsamer Drehpunkt für das Verdichtungsgehäuse und den Schwenkkolben dient. 4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the bolt (5) of the movable contact piece serves as a common pivot point for the compression housing and the pivot piston. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Kolbeninnenfläche und der Mittellinie (14) im eingeschalteten Zustand vorhandene Winkel (γ) kleiner ist als der Schaltwinkel (a) des beweglichen Schaltstückes. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the angle (γ) present between the piston inner surface and the center line (14) in the switched-on state is smaller than the switching angle (a) of the movable contact piece. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,, daß die Druckluft dem Ausschaltlichtbogen über ein in den Gehäusedeckel (13) eingesetztes Rohr (15) zugeführt wird. 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the compressed air is fed to the switch-off arc via a tube (15) inserted into the housing cover (13). In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 762 613;
schweizerische Patentschrift Nr. 190812;
französische Patentschrift Nr. 811 554;
USA.-Patentschrift Nr. 2 705 758. Considered publications:
German Patent No. 762,613;
Swiss Patent No. 190812;
French Patent No. 811 554;
U.S. Patent No. 2,705,758. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings © 909 580/300 7.59© 909 580/300 7.59
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