DE1077767B

DE1077767B - Double-sided magnetic quick release

Info

Publication number: DE1077767B
Application number: DEF26233A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz-Karl Grossmann
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1958-07-23
Filing date: 1958-07-23
Publication date: 1960-03-17

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Magnetschnellauslöser, insbesondere zur Verwendung in Hochspannungs-Leistungsschaltern, für die wie im Bahnbetrieb außerordentlich kurze Auslösezeiten benötigt werden.The invention relates to a magnetic quick release, particularly for use in High-voltage circuit breakers for which, as in railway operations, extremely short tripping times are required will.

Bekanntlich sind im Bahnbetrieb die Forderungen bezüglich kürzester Auslösezeiten für die Abschaltung von Kurzschlüssen im Hochspannungsnetz derart hoch gestellt, daß normale Elektrpmagnetauslöser diesen Forderungen nicht mehr gerecht werden können. Zur Erreichung derartig kurzer Auslösezeiten ist es bekannt, Sondermaßnahmen zu treffen, z. B. einen Federkraftspeicher mittels eines permanenten Magneten gespannt zu halten. Durch eine elektrische Entregung des Magneten kann das Sperrsystem aufgehoben werden, damit die Kraft des Federspeichers in kürzester Zeit wirksam wird. Dabei besteht der Vorteil, daß nach dem Kraft-Weg-Diagramm der gespannten Feder im ersten Augenblick der Entspannung die größtmögliche Kraft zur Verfügung steht, die für die Massenbeschleunigung der Sperrglieder des Schalters günstig ausgenutzt werden kann. Nachteiliger ist die umständliche Gestaltung und Wirkungsweise dieses Systems. Erstens benötigt man zur Entregung des permanenten. Magneten Gleichstrom, der gegebenenfalls mittels eines Gleichrichters erzeugt werden muß, zweitens muß der Federspeicher nach jeder Auslösung mittels mechanischer Bauelemente nachgespannt werden, und schließlich ist die Endkraft in der ausgelösten Stellung relativ gering im Vergleich zur Anfangskraft.As is well known, the requirements for the shortest possible tripping times for disconnection are in rail operations of short-circuits in the high-voltage network so high that normal electromagnetic release can no longer meet these demands. To achieve such short tripping times it is known to take special measures, e.g. B. a spring force accumulator by means of a permanent To keep magnets taut. The locking system can be canceled by electrically de-energizing the magnet so that the force of the spring accumulator takes effect in the shortest possible time. There is the Advantage that according to the force-displacement diagram of the tensioned spring in the first moment of relaxation the greatest possible force is available for the mass acceleration of the locking elements the switch can be used favorably. More disadvantageous is the cumbersome design and How this system works. First, one needs to de-energize the permanent. Magnets direct current, which may have to be generated by means of a rectifier, and secondly the spring accumulator be re-tensioned after each release by means of mechanical components, and finally the End force in the released position is relatively low compared to the initial force.

Neben der obenerwähnten bekannten Tatsache, daß normale Elektromagnetauslöser die geforderten kurzen Auslösezeiten nicht einhalten können, weil bei Beginn' des Auslösevorganges der Luftspalt des magnetischen Kreises relativ groß und somit die Zugkraft gering ist, also gerade in jenem Augenblick, in dem zur Massenbeschleunigung die größte Kraft verlangt wird, ist es weiterhin bekannt, Schalter zu verwenden, bei denen der Schaltmechanismus selbst durch zwei einander abstoßende Spulen betätigt bzw. die Bewegung der Schalterkontakte beeinflußt wird. Meist werden diese beiden Spulen im Kurzschlußfalle nur zusätzlich zur Bewegung der Kontakte herangezogen. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie keine selbständigen, für, verschiedene Schaltertypen anwendbare Auslöseeinrichtungen darstellen und damit nur eine beschränkte Einbaumöglichkeit innerhalb spezieller Schaltertypen zulassen.In addition to the known fact mentioned above that normal solenoid releases have the required short Triggering times cannot be kept because at the beginning of the triggering process the air gap of the magnetic Circle is relatively large and therefore the tensile force is low, i.e. precisely at that moment in which to The greatest force is required for mass acceleration, it is still known to use switches in which the switching mechanism itself is actuated by two mutually repelling coils or the movement the switch contacts is affected. Usually these two coils are only used in the event of a short circuit also used to move the contacts. These known devices have the disadvantage that they are not independent release devices that can be used for different types of switches and thus only allow a limited installation option within special switch types.

Die Erfindung geht nun davon aus, daß die Verwendung von zwei Magnetspulen für reine Auslösevorrichtungen den Nachteil in sich birgt, daß zwar bei Beschickung mit Strom diese Spulen mit einer maximalen Abstoßkraft auseinandergetrieben werden, Doppelseitig wirkender
Magnets chnellauslö s erThe invention is based on the fact that the use of two magnetic coils for pure triggering devices has the disadvantage that although these coils are driven apart with a maximum repulsive force when they are charged with electricity, they act on both sides
Magnetic quick release

Anmelder:Applicant:

Feiten & Guilleaume CarlswerkFeiten & Guilleaume Carlswerk

Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24Corporation,
Cologne-Mülheim, Schanzenstr. 24

Dipl.-Ing. Franz-Karl Grossmann,Dipl.-Ing. Franz-Karl Grossmann,

Duisburg-Wanheimerort,
ist als Erfinder genannt wordenDuisburg-Wanheimerort,
has been named as the inventor

daß aber die treibende Kraft mit wachsender Entfernung der gleichnamigen Pole schnell abnimmt, d. h. aber, daß ein Minimum der Auslösezeit nicht erreicht werden kann. Es wird daher ein doppelseitig wirkender, mit Wechsel- oder Gleichstrom betätigter Magnetschnellauslöser, insbesondere für die mechanische Auslösung von Hochspannungs-Leistungsschaltern, vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß die Auslösevorrichtung drei mit ihren Polen einander zugewandte, annähernd in Reihe angeordnete, vom gleichen Strom gleichzeitig durchflossene Magnetspulen besitzt, von denen die beweglich angeordnete mittlere mit einer Schubstange der, Auslösevorrichtung fest verbunden ist, und die Spulen so geschaltet sind, daß die beim Schaltvorgang infolge der Auslösebewegung nachlassende Abstoßkraft der einander zugewandten, gleichnamigen Pole der einen äußeren und der mittleren Magnetspule von der zunehmenden Anzugskraft der, einander zugewandten, ungleichnamigen Magnetpole der anderen äußeren und der mittleren Spule überlagert wird. Wenn in bestimmten Fällen zur Auslösung des zugehörigen Schalters eine Drehbewegung einer Schubbewegung vorzuziehen ist, so kann die mittlere Spule mit einem auf einer Welle der Auslösevorrichtung befestigten Hebelarm fest verbunden sein. Außer dem Vorteil, daß nunmehr die mittlere Spule und damit die Schubstange oder Auslösewelle der Auslöseeinrichtung über die ganze Bewegung hin eine größtmögliche Beschleunigung erhält, hat diese Anordnung den weiteren Vorteil, daß durch eine einfache Umpolung eine in gleicher Weise erfolgende Rücklaufbewegung bewirkt werden kann. Gemäß der weiteren Erfindung besitzt die Schubstange des Magnetschnellauslösers Rasteinrichtungen, beispielsweise Einkerbungen, in die eine Feder ent-but that the driving force decreases rapidly with increasing distance from the poles of the same name, d. H. but that a minimum of the release time cannot be reached. It will therefore be a double sided Acting magnetic quick release operated with alternating or direct current, especially for mechanical Tripping of high-voltage circuit breakers, proposed, according to the invention Trip device three with their poles facing each other, arranged approximately in series, from same current flowing through the solenoid coils at the same time has, of which the movably arranged middle with a push rod of the release device is firmly connected, and the coils are switched so that the switching process as a result of the triggering movement decreasing repulsive force of the facing poles of the same name of the one outer and the central solenoid from the increasing attraction of the opposing ones facing each other Magnetic poles of the other outer and the middle coil is superimposed. If in certain In cases of triggering the associated switch, a rotary movement is preferable to a push movement, so the middle coil can be fixed with a lever arm attached to a shaft of the release device be connected. Apart from the advantage that now the middle coil and thus the push rod or trigger shaft the release device receives the greatest possible acceleration over the entire movement, this arrangement has the further advantage that by a simple polarity reversal one in the same way taking place return movement can be effected. According to the further invention, the push rod has of the magnetic quick release latching devices, e.g. notches into which a spring is

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sprechend den Endstellungen der Schubbewegungen einrastet. Somit kann die Schubstange nach erfolgter Betätigung in ihren Endlagen arretiert werden.corresponding to the end positions of the pushing movements. Thus, the push rod can after Actuation are locked in their end positions.

Besteht die Möglichkeit, die Magnetspulen mit Gleichstrom zu beschicken, so können einzelne Spulen durch Dauermagnete ersetzt werden.If it is possible to charge the magnetic coils with direct current, individual coils can be replaced by permanent magnets.

Soll der Auslöser direkt auf die Schaltwelle einwirken, so kann die Schaltwelle selbst mit Rasteinrichtungen versehen sein. Die Anordnung mit drehbar gelagerter Spule eignet sich besonders zum Einbau in Kippschaltersysteme.If the trigger is to act directly on the control shaft, the control shaft itself can be fitted with locking devices be provided. The arrangement with the rotatably mounted coil is particularly suitable for installation in toggle switch systems.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen in beispielhafter Ausführungsform erläutert. Gemäß Fig. 1 ist in einem nicht magnetisierbaren Bügel 1 eine nicht magnetisierbare Schubstange 2 derart gelagert, daß sie in ihrer Achsenrichtung Bewegungen nach beiden Seiten ausführen kann. Die Schubstange kann ferner durch die Kerne von zwei in dem Bügel 1 befestigten Magnetspulen 3 und 4 gleiten. Auf der Schubstange 2 ist eine dritte Magnetspule 5 befestigt. Eine Arretiervorrichtung, bestehend aus der Blattfeder 6, die in entsprechende Eindrehungen an der Schubstange greift, hält in dieser Darstellung die Spule 5 in linksseitigem Anschlag fest. Ferner ist eine Schaltanordnung eingezeichnet, nach der die einzelnen Magnetspulen in dem jeweils erforderlichen Sinn mit Strom beschickt werden. Betätigt wird die Einrichtung durch zwei Drucktaster 7 und 8.The subject matter of the invention is explained in the drawings in an exemplary embodiment. According to FIG. 1, a non-magnetizable push rod 2 is mounted in a non-magnetizable bracket 1 in such a way that it can execute movements to both sides in its axial direction. The push rod can also slide through the cores of two magnetic coils 3 and 4 fastened in the bracket 1. A third magnetic coil 5 is attached to the push rod 2. A locking device, consisting of the leaf spring 6, which engages in corresponding grooves on the push rod, holds the coil 5 in the left-hand stop in this illustration. Furthermore, a switching arrangement is shown, according to which the individual magnetic coils are supplied with current in the respective required sense. The device is actuated by two push buttons 7 and 8.

Wird der Drucktaster 8 betätigt, dann entstehen an den Berührungsflächen der Magnetspulen 3 und 5 gleichnamige Magnetpole, während die einander zugekehrten Flächen der Spulen 4 und 5 ungleichnamige Magnetpole erhalten. Somit bekommt die Magnetspule 5 zunächst einen starken Abstoßimpuls von der Spule 3 in Rechtsrichtung. In dem Maße, in dem die Abstoßkraft bei dem sich vergrößernden Luftspalt nachläßt, vergrößert sich die Zugkraft zwischen den Spulen 4 und 5 bis zum Rechtsanschlag. Die auf der Schubstange 2 angebrachte Nase 9 betätigt dabei den auf der Auslösewelle 10 befestigten Hebel 11. Bei einer Betätigung des Drucktasters 7 erfolgt eine gegenläufige Bewegung der Magnetspule 5 und damit des Hebels 11 mit gleich starken, aber entgegengesetzt wirkenden Kraftkomponenten.If the push button 8 is actuated, the magnetic coils 3 and 5 are produced on the contact surfaces magnetic poles of the same name, while the mutually facing surfaces of the coils 4 and 5 have different names Magnetic poles preserved. Thus, the solenoid 5 initially receives a strong repulsive pulse from the Bobbin 3 clockwise. To the extent that the repulsion force in the widening air gap decreases, the tensile force between the coils 4 and 5 increases to the right stop. The one on the Push rod 2 attached nose 9 actuates the lever 11 attached to the release shaft 10 When the pushbutton 7 is actuated, the magnetic coil 5 moves in the opposite direction and thus of the lever 11 with equally strong but oppositely acting force components.

Durch Anbringen sinnvoller magnetischer Brücken läßt sich erreichen, daß sich die magnetischen Kreise schließen.By attaching sensible magnetic bridges you can achieve that the magnetic circles conclude.

In Fig. 2 ist die Auslöseanordnung für eine Drehbewegung dargestellt. Auf dem auf der Schaltwelle 12 angebrachten Hebel 13 ist beispielsweise ein Dauermagnet 5 befestigt. Durch die im Magnetauslöser fest 5 angeordnete Spule 3 wird eine Abstoßkraft, durch die fest angeordnete Spule 4 eine Anzugskraft auf den Dauermagnet 5 ausgeübt. Die Darstellung der Schaltweise ist in Fig. 2 weggelassen, da sie entweder entsprechend Fig. 1 oder mit anderen bekannten Mitteln ίο erfolgen kann.In Fig. 2, the trigger arrangement for a rotary movement is shown. On the switch shaft 12 Attached lever 13, for example, a permanent magnet 5 is attached. By being stuck in the magnetic trigger 5 arranged coil 3 is a repulsive force, through the fixed coil 4 an attraction force on the Permanent magnet 5 exercised. The illustration of the switching mode is omitted in FIG. 2, since it is either corresponding Fig. 1 or by other known means ίο can be done.

Claims

Patent claims:

1. Double-sided acting, with alternating or direct current operated magnetic quick release, in particular for the mechanical release of high-voltage circuit breakers, characterized in that the tripping device has three magnetic coils (3, 4, 5), of which the movably arranged middle (5) is firmly connected to a push rod (2) or a lever arm (13) of the triggering device fastened on a shaft (12), and that the coils are switched so that the repulsive force of the mutually facing poles of the same name of the one outer and middle magnetic coil (3, 5), which decreases during the switching process as a result of the release movement , is superimposed by the increasing attraction force of the facing, unlike magnetic poles of the other outer and middle coil (5, 4) will.

2. Double-acting magnetic quick release according to claim 1, characterized in that the Push rod (2) has latching devices, for example notches, into which a spring (6) correspondingly locks in the end positions of the thrust movements.

Considered publications:
German Patent Nos. 587 716, 454122;
Swiss patents No. 294486, 164330, 564;

French patent specification No. 721451.

1 sheet of drawings