DE1087679B - Schnellschalter mit Schlaganker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einpoligen schlagankerbetätigten Schnellschalter, insbesondere für Gleichstromanlagen.

Bekannte Schnellschalter dieser Art besitzen ein Magnetsystem zur Auslösung des Schalters bei Über- bzw. Rückströmen, das aus einem Halte- und einem Abreißmagnet besteht. Zwischen ihnen ist ein Schlaganker angeordnet. Die Schnellschalter arbeiten gewöhnlich mit einem ein- oder zweistufigen Kontaktsystem, letzteres besteht dann aus Haupt- und Abreißkontakt. Bei dem Öffnen der Kontakte entsteht ein Lichtbogen, der durch magnetische Blasung in eine Löschkammer getrieben wird. Zur besseren Beherrschung der Lichtbogenlöschung sind auch Schnellschalter bekannt, bei denen mehrere Kontakttrennstellen, z. B. nach Art einer Kontaktbrücke, hintereinandergeschaltet sind.

Es ist auch ein Schnellschalter mit zwei gleichartigen, aber voneinander unabhängig wirkenden Haltemagnetsystemen bekannt. Die beiden Haltemagnetjoche haben einen Schenkel gemeinsam, auf dem eine gemeinsame Spannungsspule sitzt. Jeder Haltemagnet besitzt einen eigenen Anker. Die Anker sind gelenkig durch eine Traverse verbunden, über die ein Kontaktsystem betätigt wird. Die beiden unabhängigen Magnetsysteme haben die Aufgabe, den Schalter auch für Wechselstrom geeignet zu machen. Je nachdem, ob während der positiven oder negativen Halbwelle ein Überstrom einsetzt, wird der Anker des einen oder anderen Magnetsystems abgerissen und bewirkt über das Gestänge die Öffnung des beweglichen Kontaktes.

Es ist ferner ein Schnellauslösemagnet bekannt, bei · dem der Magnet dreischenkelig ausgebildet ist. Der mittlere Schenkel des Magnets trägt die Erregerspule. Ein im magnetischen Nebenschluß liegendes Streujoch verbindet die äußeren Schenkel miteinander. Im Ruhezustand liegt der Anker am Streujoch an.

Die Erfindung betrifft einen schlagankerbetätigten Schnellschalter mit Halte- und Abreißmagnet und mehreren in Reihe liegenden Kontakttrennstellen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnellschalter für hohe Gleichspannungen bis 3000 Volt mit möglichst geringen äußeren Abmessungen zu schaffen, der z. B. für den Unterflureinbau auf gleichstrombetriebenen Bahnfahrzeugen geeignet ist, auf denen für die Unterbringung der elektrischen Einrichtungen nur ein beschränkter Raum zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines gemeinsamen Schlagankers jeder Kontakttrennstelle ein besonderes Magnetkreissystem, bestehend aus Halte- und Abreißmagnet, zugeordnet ist und daß der bewegliche Kontakt jeder Kontakttrennstelle teilweise vom Eisen des gehörigen Abreißmagnets umschlossen ist.

Schnellschalter mit Schlaganker

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Heinz Fehling, Neumünster,
ist als Erfinder genannt worden

zu-Der Schlaganker trifft nach einem weiteren Erfindungsgedanken auf einen mehrarmigen Auslösehebel, der unmittelbar eine Sperrklinke von Kontakthebeln abhebt und zugleich die Kontakthebel und das Schloß entklinkt. Der Schlaganker ist aus mehreren magnetisch leitenden Teilen aufgebaut, die jeweils einem Magnetkreissystem zugeordnet sind. Die einzelnen Teile sind durch unmagnetische, mechanisch sehr feste Kunststoffplatten zu einem Ganzen verbunden. Der mehrarmige Auslösehebel und die Kontakthebel sind auf derselben Achse jeder für sieb drehbar gelagert. Der Auslösehebel besitzt Mitnehmerarme, die sich beim Auslösen des Schalters gegen Vorsprünge der beweglichen Kontakthebel legen und die öffnung der Kontakte bewirken. Die relative Stellung des mehrarmigen Auslösehebels zu den Kontakthebeln bei Berührung der Vorsprünge der Kontakthebel ist einstellbar. Jedem Magnetkreissystem ist eine vom Hauptstrom durchflossene Auslösespule zugeordnet. Die Auslösespulen sind über die Kontakttrennstellen in Reihe geschaltet und wirken zugleich als Blassp.ulen. Jeder Trennstelle ist eine besondere Lichtbogenlöschkammer zugeordnet, die wegen der Aufteilung der Lichtbogenspannung auf verschiedene Trennstellen in ihren Abmessungen klein gehalten werden kann. Die beweglichen Kontakte sind in bekannter Weise als Kontakthebel ausgebildet und voneinander isoliert auf einer gemeinsamen, etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden der Hebel befindlichen Achse einzeln drehbar angeordnet und einzeln abgefedert.

Die Erfindung gibt eine völlig neuartige Grundkonzeption für den Bau von Schnellschaltern an. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Schnellschalter beansprucht gegenüber den bekannten Ausführungen sehr wenig Einbauraum und gewährleistet auch bei höheren Gleichspannungen schnelle und sichere Abschaltungen.

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Außer der gedrängten räumlichen Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß die dynamischen Kraftwirkungen auf die parallel laufenden Kontakthebel durch die Eisenblechpakete der Abreißmagnete neutralisiert werden. Die zu jedem Magnetkreissystem gehörende Auslösespule wird auch als Blasspule für die dem jeweiligen Magnetkreis räumlich zugeordnete Kontakttrennstelle verwendet. Die jeweiligen Blasfelder liegen stets in Richtung des gewünschten Lichtbogenablaufs. Dadurch, daß jeder bewegliche Kontakthebel einzeln abgefedert ist, wird auch bei ungleichmäßigem Abbrand der einzelnen Kontaktstellen ein einwandfreier Kontaktdruck erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel mit zwei in Reihe geschalteten Kontakttrennstellen und zwei Auslösemagnetsystemen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Magnetkreissysteme und die Anordnung der Kontakttrennstellen;

Fig. 2 zeigt die Wirkung der magnetischen Blasung;

Fig. 2 a und 2b stellen räumliche Vektordiagramme dar;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des beweglichen Kontakthebelsystems und des mehrarmigen Auslösehebels;

Fig. 4 zeigt den Schlaganker;

Fig. S stellt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels dar, wobei die Rahmenteile und die Löschkammern der besseren Übersicht wegen fortgelassen sind.

Der erfindungsgemäß angegebene Schnellschalter nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist aus zwei getrennten, jedoch gemeinsam arbeitenden Magnetkreissystemen aufgebaut. Die Magnetkreissysteme sind dicht nebeneinandergesetzt und durch die Isolierwand 8 getrennt. Dem Abreißmagnetpaar 1, 1 α steht ein im magnetischen Nebenschluß liegendes Haltmagnetpaar 2, 2 a gegenüber, das an seinen freien Polflächen 3, Za den Schlaganker 4 festhält. Der Schlaganker (Fig. 4) besteht aus zwei symmetrischen Winkelstücken 5, 5 a, die durch zwei zähe, unmagnetische, isolierende Kunststoffplatten 6, z. B. aus Nylon, mechanisch starr verbunden sind. Der Schlaganker 4 gleitet auf dem Führungssteg 7, der ebenfalls aus Isolierstoff besteht, und durchläuft, beim Abreißen vom Haltemagnet den dargestellten Luftspalt.

Auf den beiden Abreißmagneten 1, 1 α sitzen die in Reihe geschalteten Auslösespulen 9, 9 a, mit denen wiederum die Kontakttrennstellen 10, 10 a in Reihe liegen. Die "beweglichen Kontakthebel 12 und 12» sind über biegsame Zuleitungsbänder 13,13 α angeschlossen. Die Auslösespulen dienen gleichzeitig zum Aufbau des magnetischen Blasfeldes. Mit 11 ist in Fig. 5 das Blasmagneteisen angedeutet. In Fig. 2, 2 a und 2 b ist schematisch die Wirkung der magnetischen Blasung auf die Lichtbögen dargestellt. Fig. 2 a zeigt in einem räumlichen Vektordiagramm den Zusammenhang zwischen Strom I, dem Blasfeld H_B und der daraus resultierenden Kraft K_B für das linke Magnetkreissystem, Fig. 2 b für das rechte Magnetkreissystem.

Wie Fig. 1 zeigt, fließt der Strom / vom Festkontakt 14a· über den beweglichen Kontakt 12 a, die bewegliche Kontakttrennstelle 10 wieder zurück zum anderen Festkontakt 14. Hierbei werden in den beiden Magnetkreissystemen von den Spulen 9, 9 α die Flüsse Φ Α erzeugt, von denen Teilflüsse Φ Η in die wesentlich schwächer ausgelegten Haltemagnete 2, 2 a, übertreten. Die Teilflüsse Φ H dienen zum Festhalten des Schlagankers 4. Im Störungsfalle wird bei ansteigendem Strom in jedem Magnetsystem der Fluß ΦΑ sehr groß gegenüber Φ H, so daß in Abhängigkeit vom Luftspalt von einem bestimmten Stromwert an der Schlaganker von den Haltemagneten weggerissen wird. Der Auslösewert ist durch Veränderung des Luftspaltes einstellbar. Dabei trifft der Schlaganker auf die beiden Schlagarme 15 des sechsarmigen Auslösehebels 16, dessen Mitnehmerarme 17 die beiden Kontakthebel aufdrücken. Beide Kontakte werden dadurch gleichzeitig schlagartig geöffnet. Zugleich hebt das Gabelpaar 19 des Auslösehebels die zweiarmige

ίο Verriegelungsklinke 20 an und entriegelt das Kontaktsystem vollständig. Das Rückzugsfederpaar 21 führt schließlich beide Kontakthebel in die endgültige öffnungsstellung.

Durch das Federpaar 21 wird außerdem nach Freigäbe des Schließhebels 22 über die von den Hebelarmen 18, 18a betätigte Halteklinke 23 das Schloßsystem 20, 22 in die zum erneuten Einschalten notwendige Ausgangslage gebracht. Die Kontakthebel und der sechsarmige Auslösehebel sind einzeln drehbar auf die Achse 30 gesetzt. Jeder Kontakthebel ist einzeln über die Kontaktdruckfeder 28 abgefedert.
Die Kupplung des mehrarmigen Auslösehebels mit

. dem Kontakthebelsystem erfolgt über die Mitnehmerarme 17, die sich gegen die Vorsprünge 29 der Hebel- arme 18, 18 a anlegen. Die Stellung des sechsarmigen Auslösehebels zu den Kontakthebeln kann durch Gewindebolzen 27 eingestellt werden.

Der Schnellschalter gemäß der Erfindung spricht in beiden Stromrichtungen an. Durch Zusatzmaßnahmen kann in bekannter Weise die Auslösung des Schalters bei verschiedenen Vorwärts- und Rückwärtsstromwerten erfolgen. Auch kann der Schnellschalter durch das Aufbringen von in Reihe liegenden kurzgeschlossenen Zusatzspulen 24 und 24 a auf beide im Nebenschluß liegenden Haltemagnete 2 und 2 a stromanstiegsempfindlich gemacht werden. Legt man in Reihe mit den kurzgeschlossenen Zusatzspulen ein Gleichrichterventil, so wird für eine Stromrichtung eine Auslösung bei dem eingestellten Überstromwert erzielt, während die Auslösung für die andere Stromrichtung stromänderungsempfindlich ist.

Eine weitere Stromänderungsempfindlichkeit erzielt man durch Anlegen einer Hilfsstromquelle 26 an die Zusatzspulen; wird durch Einfügen eines Gleichrichterventils 25 die induzierende Wirkung der Spulen in einer Stromrichtung aufgehoben, so ist die Auslösung ■des Schnellschalters in der einen Stromrichtung stark ■dijdt-emp&ndlich. und in der anderen Stromrichtung neutral.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schlagankerbetätigter Schnellschalter mit Halte- und Abreißmagnet und mehreren in Reihe liegenden Kontakttrennstellen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines gemeinsamen Schlagankers jeder Kontakttrennstelle ein besonderes Magnetkreissystem, bestehend aus Halte- und Abreißmagnet, zugeordnet ist und daß der bewegliche Kontakt jeder Kontakttrennstelle teilweise vom Eisen des zugehörigen Abreißmagnets umschlossen ist.

2. Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaganker auf einen mehrarmigen Auslösehebel trifft, der unmittelbar eine Sperrklinke von Kontakthebeln abhebt und zugleich die Kontakthebel und das Schloß entklinkt.

3. Schnellschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakthebel voneinander isoliert auf einer gemein-

samen, etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden der Hebel befindlichen Achse einzeln drehbar angeordnet und einzeln abgefedert sind.

4. Schnellschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrarmige Auslösehebel und die Kontakthebel auf ein und derselben Achse gelagert sind.

5. Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaganker aus mehreren magnetisch leitenden Teilen besteht, die jeweils einem Magnetkreissystem zugeordnet sind und mechanisch starr, z. B. durch zähe, hochfeste, unmagnetische Kunststoffplatten auf Polyamidbasis, miteinander verbunden sind.

6. Schnellschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrarmige Auslösehebel Mitnehmerarme besitzt, die sich beim Auslösen des Schalters gegen Vorsprünge der beweglichen Kontakthebel legen und so die Kupplung der Kontakthebel mit dem Auslösehebel bewirken.

7. Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Magnetkreissystem eine auf dem Joch des entsprechenden Abreißmagnets sitzende, vom Hauptstrom durchflossene Auslösespule zugeordnet ist, die über die Kontakttrennstellen in Reihe geschaltet und zugleich die Blasspulen sind. ,

8. Schnellschalter nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontakttrennstelle eine besondere Lichtbogenlöschkammer zugeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 336 209.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

β 009 588/314 8.60