DE1085946B - Elektrische Kontaktanordnung fuer hohe Stroeme - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung mit Haupt- und Funkenkontakt, wobei in den Kontaktstücken Längsschlitze vorgesehen sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in den Kontaktstücken im wesentlichen eine gleiche Richtung besitzen und 'die Längsschlitze durch die Ausschaltung vor der öffnung überbrückt werden, so daß eine Stromrichtung entsteht, welche keine anpressenden Kräfte erzeugt.

Es ist (bekannt, elektrische Schalter zur Abschaltung hoher Ströme mit zwei Kontakten zu versehen. Der eine Kontakt übernimmt den Stromübergang in geschlossenem Zustand, er ist der Hauptkontakt, der andere übernimmt die Abschaltung, wobei der entstehende Funken möglichst einen geringen Abbrand ver-Ursachen sail, er ist der Funkenkontakt. Bei hohen Strömen macht sich die Eigenschaft der Ströme bemerkbar, dynamisch auf die stromführenden Teile abstoßend oder anziehend zu wirken. Man hat deshalb vielfach den Kontakt so ausgeführt, daß die abhebenden 'dynamischen Kräfte eine möglichst geringe und (oder) die anziehenden eine möglichst starke Wirkung ausüben.

Die Aufteilung des Schalters in zwei Kontaktarten hat den weiteren Nachteil, Platz zu beanspruchen. Daher ist man bestrebt, möglichst 'beide Kontaktarten zusammenzulegen. Man bringt beispielsweise die Funkenkontakte unmittelbar an den Teilen des Hauptkontaktes an, oder man bildet diesen so aus, daß ein Teil von ihm als Abbrandkontakt wirkt. ■ -

Bei Wälzkontakten kann man das bewegliche Kontaktstück sich auf dem festen abwälzen lassen und erhält dadurch eine Wirkung, welche dem Funkenkontakt entspricht, wenn das Ende der Kontaktstücke hörnerartig ausgebildet wird. Bei Kontakten mit Ausnutzling der dynamischen Kräfte, wo also die Kontaktstücke kräftig zusammengehalten werden, muß zum Ausschalten eine große Kraft aufgewendet werden, um die Kräfte zu überwinden. Während des Ausschaltens wunden nämlich die abhebenden dynamischen Kräfte die Trennung unterstützen können, wenn sie nicht kompensiert wären. Die anpressenden Kräfte erschweren aber die Ausschaltung.

Bei den 'bis'her bekannten Ausführungen müssen also zur Überwindung der anpressenden dynamischen Kräfte die Ausschaltkräfte vergrößert werden. Dies stellt höhere Anforderungen an den Antrieb. Seine Leistung muß größer sein, als es zur öffnung der Kontakte ohne Strom nötig wäre. Außerdem wird auch die Ausschaltzeit durch die zunächst hindernd wirkenden anpressenden Kräfte vergrößert.

Für Hohlkontakte hat man bereits vorgeschlagen, mit Hilfe elektrodynamischer Kräfte den Lichtbogen dadurch zu beeinflussen, daß man die Kontaktetücke Elektrische Kontaktanordnung
für hohe Ströme

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 29. August 1957

Oskar Bardorf, Neuenhof, Aargau (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

geschlitzt hat, wodurch der Strom gezwungen wird, in bestimmter Richtung zu fließen. Es soll nun die Aufgabe gelöst werden, den Kontakt so auszubilden, daß in geschlossenem Zustand keine abhebenden Kräfte vorhanden sind, sondern möglichst hohe anpressende Kräfte. Trotzdem sollen aber während der Ausschaltbewegung diese anpressenden Kräfte unwirksam sein. Hierfür wird die bereits für Hohlkonta'kte bekannte Schlitzung verwendet und erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in geschlossenem Zustande die Stromrichtung in beiden Kontaktstücken gleich ist und diese Längsschlitze durch die AusschaJltbewegung vor der Trennung des Kontaktes elektrisch überbrückt wenden, so daß durch die Stromführung keine anpressenden Kräfte mehr entstehen.

Man erreicht hierdurch, daß im geschlossenen Zustande ein starker Anpreßdruck vorhanden ist, so daß ein guter Kontakt gewährleistet wind, daß aber keine Kräfte, welche bei hohen Strömen sehr groß sein können, die Ausschaltbewegung zu bremsen vermögen. Der Antrieb kann dadurch einen geringen Verbrauch haben, und die Abschaltzeit wird verkürzt.

Man kann nun den Erfindungsgedanken in mehrfacher Weise ausführen. In Fig. 1 und 2 werden zwei Beispiele gezeigt. In Fig. 1 sind die beiden mit Längs-SGhlitzen versehenen Kontaktstücke mit 1 und 2 bezeichnet. Sie sind der besseren Übersichtlichkeit halber voneinander getrennt dargestellt. Es sind aber die Ströme und ihre Richtung so eingezeichnet, als wenn der Kontakt geschlossen wäre. Sie sind durch Pfeile angedeutet. Der Strom tritt an der Anschlußlasche 3 ein, geht von dort durch den Steg 4 bis zum Joch 5 des unteren Kontaktstückes 2. Von dort teilt sich der Strom auf und fließt durch die beiden seitlichen

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Stege 6 und 7 weiter, zwischen denen und dem Mittelsteg 4 eine isolierende Schicht 20 eingelegt ist. Von den seitlichen Stegen geht der Strom über die vier Kontaktplättchen 8 bis 11 weiter. Er teilt sich also nooh einmal auf. Über diese Plättchen geht er in das obere Kontaktstück 1 über und fließt dort über die seitlichen Stege 12 und 13, welche wieder durch die isolierende Schicht 21 vom Mittelsteg getrennt sind. Am mittleren Steg 14 vereinigen sich die Ströme widder und fließen dann über die Anschlußlaschen 15 heraus. Die Kraftwirkung entsteht an dem mittleren Steg 4 und 14. Dort fließt der gesamte Strom und erzeugt die größte Kraftwirkung. Die Stromriohtung in beiden mittleren Stegen ist gleich, so daß eine Anpreßkraft entsteht. Der Kontakt wird daher auch bei den stärksten Strömen zusammengehalten. Infolge der Aufteilung der Ströme in den Außenstegen und in den Kontaktplättchen wirken diese nur gering, da die Kraft mit dem Quadrat der Ströme anwächst. In den Außenstegen ist sie daher nur der vierte Teil, in dem Plättchen sogar nur der sechzehnte Teil.

Bei der Ausschaltbewegung wirken die Kontaktplättchen 8 und 10 als Drehpunkte. Es wird zunächst nur die Verbindung zwischen den Plättchen 9 und 11 geöffnet. Diese Öffnung kann mit geringen Kräften erreicht werden, da die anpressenden Kräfte sich gleichmäßig auf beide Seiten des Drehpunktes mit gleichen Hebelarmen verteilen. Die Kontaktplättchen 8 und 10 müssen daher möglichst in der Mitte der Kontaktstücke liegen. Dann sind die Drehmomente auf beiden Seiten der Kontaktplättchen gleich. Der links liegende Teil besitzt das Drehmoment P₁ 1₁ und auf der rechten Seite P₂ 1₂. Beide wirken entgegengesetzt und heben sich daher auf. Durch die Drehung des oberen Kontaktstückes um die Plättchen 8 und 10 kommt der Funkenkontakt 16, 17 in Berührung. An diesen sind die Funkenhörner 18 und 19 angebracht. Durch die Berührung wird ein elektrischer Kurzschluß gebildet, so daß der Strom .nicht mehr über den Steg 4, sondern unmittelbar in das obere Kontaktstück und den Steg 14 geht. Auf diese Weise sind die Ströme nicht mehr parallel gerichtet, so daß die Anpreßkräfte verschwinden. Bei weiterer Öffnung wird dann der Strom im Funken'kontakt 16, 17 unterbrochen.

Der Antrieb ist durch das Gestänge 22, 23 angedeutet. Beim Ausschalten wird der Hebel 23 nach links gedrückt, beim Einschalten nach rechts.

Eine andere Ausführung zeigt Fig. 2. Die Kontaktstücke sind ähnlich ausgeführt wie in der Fig. 1. Nur sind die Kontaktplättchen 8 und 10 nicht in der Mitte. Dies hat den Vorteil, daß die Auflage der Kontakte etwas stabiler ist, aber den Nachteil, daß sich beim Abheben die Drehmomente der anpressenden Kräfte auf beiden Seiten des Drehpunktes nicht mehr aufheben würden. Infolgedessen erfolgt die Öffnung des Kontaktes auf andere Weise. Es wird die Achse 24 des Antriebsgestänges 22 als Kurzschlußstab ausgeführt. Im geschlossenen Zustande des Kontaktes liegt sie in der Isolierschicht 25 eingebettet, beteiligt sich daher nicht an der Stromführung. Beim Beginn der Ausschaltung aber wird zuerst die Achse 24 angehoben und mit dem Steg 12 in Verbindung gebracht. Hierdurch wird ebenfalls ein Kurzschluß eingeleitet, und der Strom fließt nunmehr unmittelbar in das rechte Ende des mittleren Steges 14. Damit wird die dynamische Anpreßwirkung ebenfalls aufgehoben, und der Kontakt kann leicht geöffnet werden.

Der Antrieb kann in beiden Beispielen leicht so eingerichtet werden, daß der Funkenkontakt beim Ausschalten zuletzt öffnet, beim Einschalten aber der Hauptkontakt zuerst schließt. Man erkennt dies aus der Fig. 1. Beim Ausschalten bewegt sich der Hebel 23 nach links. Dadurch löst er das Kniegelenk des Gestänges 22. Es muß sich nun in der beschriebenen Weise die Ausschailtbewegung vollziehen. Es wird erst die Drehbewegung durchgeführt und dadurch der Hauptkontäkt zwischen den Kontaktplättchen geöffnet

ίο und dann, wenn sich das ganze bewegliche Kontaktstück abhebt, auch der Funkenkontakt. Beim Einschalten wird der Hdbel 23 nach rechts gezogen. Dadurch wird zuerst das Kniegelenk gestreckt und dann der Kontakt als Ganzes geschlossen. Dadurch schließt sofort der Hauptkontakt.

Es ist noch zu erwähnen, daß auch andere Ausführungen des Erfindunigsgedankens möglich sind. Die beschriebenen Anordnungen sind nur Beispiele.

Claims (6)

Patentansprüche: 20

1. Elektrische Kontaktanordnung mit Haupt- und Funkenkontakt, wobei in den Kontaktstücken Längsschlitze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in den Kontaktstücken im wesentlichen eine gleiche Richtung besitzen und die Längsschlkze durch die Ausschaltung vor der Öffnung überbrückt werden, so daß eine Stromrichtung entsteht, welche keine anpressenden Kräfte erzeugt.

2. Elektrische Kontaktanordnung mit Funkenhörnern, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kontaktstücken Kontaktplättchen (8 bis 11) angebracht sind, welche am Anfang der Ausschaltbewegung wenigstens teilweise als Drehpunkt

wirken, welcher die Funkenhörner (18., 19) in Berührung bringt und dadurch einen Kurzschluß zur Aufhebung der anpressenden Kräfte hervorruft.

3. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch .2, dadurch gekennzeichnet, daß die als

Drehpunkt wirkenden erhöhten Kontaktplättchen (8 bis 11) in der Mitte zwischen den die Kontaktstücke anpressenden dynamischen Kräften liegen, so daß die Drehmomente dieser Kräfte in bezug auf den Drehpunkt sich annähernd aufheben.

4. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlkze durch eine während der Abschaltbewegung •in den Kontakt eingeführte leitende Verbindung (24) elektrisch kurzgeschlossen werden.

5. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußeinrichtung (24) bei geschlossenem Kontakt einer Isolierschicht (25) eingebettet ist und

in

durch die beginnende Äusschaltbewegung in Berührung mit den metallischen Kontaktstücken (1) gebracht wird.

6. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 'daß beim Ausschalten zuletzt der als Funkenkontakt ausgebildete Teil (16, 17) geöffnet, beim Einschalten zuerst der als Hauptkontakt (1, 2) gebildete Teil geschlossen wird, so daß beim Ausschalten die dynamischen Kräfte unwirksam gemacht werden, beim Einschalten aber so schnell wie möglich zur Wirkung kommen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 758 950.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen