DE1125057B

DE1125057B - Quick switch

Info

Publication number: DE1125057B
Application number: DEV19215A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans-Joachim Mau
Original assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Current assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Priority date: 1960-08-19
Filing date: 1960-08-19
Publication date: 1962-03-08

Description

Um den Kurzschlußstrom in seiner Höhe zu begrenzen, ist es bei Schnellschaltern für Gleichstrom und bei Leistungsbegrenzungsschaltern für Wechseloder Drehstrom erforderlich, den Ausschaltverzug des Schalters auf wenige Millisekunden zu begrenzen.In order to limit the level of the short-circuit current, it is used with high-speed switches for direct current and for power limiting switches for alternating or three-phase current, the switch-off delay of the Switch to a few milliseconds.

Bekannt sind Schalteinrichtungen, bei denen die Kontaktkraft durch einen Haltemagneten erzeugt wird, dessen Erregung mit dem Auslösebefehl unterbrochen oder dessen Kraftfluß mit dem Auslösebefehl in andere, nicht mehr den Anker durchsetzende Bahnen gelenkt wird, wobei eine am beweglichen Kontaktarm angreifende Rückzugfeder die Kontaktöffnung bewirkt. Switching devices are known in which the contact force is generated by a holding magnet, whose excitation is interrupted by the trip command or whose power flow is interrupted by the trip command to others, no longer the armature penetrating paths is directed, one on the movable contact arm acting return spring causes the contact opening.

Es sind auch Anordnungen bekannt bzw. vorgeschlagen, bei denen durch den abzuschaltenden Strom elektromagnetische oder elektrodynamische Kräfte erzeugt werden, die mittels Schlaganker oder Schlaghebel gegen die Kraftrichtung der Kontaktandruckfeder auf den beweglichen Kontaktarm schlagen und mit ihrer kinetischen Energie die Trennung der Kontaktstücke erreichen.Arrangements are also known or proposed in which the current to be switched off electromagnetic or electrodynamic forces are generated by means of impact anchors or hammer levers strike against the direction of force of the contact pressure spring on the movable contact arm and achieve the separation of the contact pieces with their kinetic energy.

Alle diese Anordnungen leiden aber unter dem Mangel, daß zur Kontaktöffnung erhebliche Massen zu beschleunigen und große Kräfte zu überwinden sind, so daß die gewünschten, extrem kurzen Zeiten für den Ausschaltverzug bei Leistungsschaltern für höhere Nennströme nicht zu erreichen sind.However, all of these arrangements suffer from the deficiency that considerable masses are required to open the contact to accelerate and great forces to be overcome, so that the desired, extremely short times for the switch-off delay for circuit breakers for higher rated currents cannot be achieved.

Es sind ferner bekannt Schnellschalter mit einer Leiterschleife, bestehend aus einem starren und einem ihm gegenüber angeordneten beweglichen Schleifenzweig, der durch die elektrodynamischen Kräfte beim Auftreten eines Kurzschlusses geöffnet wird. Der starre Schleifenzweig ist hier als fester, der bewegliche Schleifenzweig als beweglicher Kontaktarm ausgebildet. Um zu vermeiden, daß bei einem bestimmten Überstrom sich Abhebe- und Kontaktandruckkraft das Gleichgewicht halten und während dieses Zustandes die Kontaktstücke verschweißen, sind zusätzliche aufeinander abgestimmte Sperr- und Auslösemechanismen erforderlich. Abgesehen davon, daß dadurch der Raumbedarf vergrößert und der Schalteraufbau kompliziert wird, kann infolge des Ansprechverzuges dieser Mechanismen der Wert des Überstromes, bei dem der Kontakt durch die Abhebekraft geöffnet wird, nicht beliebig niedrig gewählt oder einstellbar gemacht werden. Müssen solche Schalter in Serie geschaltet werden, sind Kurzschlüsse nicht selektiv abzuschalten.There are also known high-speed switches with a conductor loop, consisting of a rigid and a opposite to it arranged movable loop branch, which by the electrodynamic forces at Occurrence of a short circuit is opened. The rigid branch of the loop is here as a fixed one, the movable one Loop branch designed as a movable contact arm. To avoid being in a particular Overcurrent, lifting and contact pressure force keep each other in balance and during this state Welding the contact pieces are additional interlocking locking and triggering mechanisms necessary. Apart from the fact that this increases the space requirement and the switch structure becomes complicated, the value of the overcurrent, at which the contact is opened by the lifting force, is not chosen arbitrarily low or made adjustable will. If such switches have to be connected in series, short circuits cannot be switched off selectively.

Die Erfindung betrifft nun einen Schnellschalter der zuletzt beschriebenen Art. Gemäß der Erfindung werden deren Nachteile dadurch vermieden, daß der bewegliche Schleifenzweig aus zwei an ihren äußeren Enden an je einer Geradführung schwenkbar gelager-The invention now relates to a quick switch of the type last described. According to the invention their disadvantages avoided by the fact that the movable loop branch from two on their outer Ends each pivoted on a straight guide

Anmelder:Applicant:

VEB Elektro-Apparate-Werke J.W. Stalin, Berlin-Treptow, Hoffmannstr. 15-26VEB Elektro-Apparate-Werke J.W. Stalin, Berlin-Treptow, Hoffmannstr. 15-26

Dr. Hans-Joachim Mau, Ilmenau,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Hans-Joachim Mau, Ilmenau,
has been named as the inventor

ten Kontaktarmen mit Kontaktstücken an jedem inneren Ende besteht und daß auf jede Geradführung eine Druckfeder wirkt, deren in Richtung zur Geradführung liegende Kraftkomponente die Kontaktkraft erzeugt, während die senkrecht zur Kontaktkraft liegende Kraftkomponente nach Überschreiten der Totpunktlage die Kontaktöffnung unterstützt. Dabei sind an jeder Achse der Drehgelenke bzw. an jedem Kontaktarm zusätzliche Federn angebracht, deren Kräfte derart wirken, daß ihr Moment dem durch die Druckfedern an den Kontaktarmen ausgeübten Moment entgegengerichtet ist. Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigtth contact arms with contact pieces at each inner end and that a compression spring acts on each straight guide, whose force component lying in the direction of the straight guide generates the contact force, while the force component perpendicular to the contact force supports the contact opening after the dead center position is exceeded. Additional springs are attached to each axis of the swivel joints or to each contact arm, the forces of which act in such a way that their moment is opposite to the moment exerted by the compression springs on the contact arms. The invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing.
It shows

Fig. 1 den Schnellschalter in der Einschaltstellung, Fig. 2 den Schnellschalter in der Ausschaltstellung. Die vom abzuschaltenden Strom durchflossene Leiterschleife besteht aus dem starren und fest angeordneten Schleifenzweig 1, der eine gerade oder im flachen Winkel gebogene Schiene sein kann, dem beweglichen und aus zwei Kontaktarmen 2', 2" mit Kontaktstücken 3, 3' an jedem inneren Ende gebildeten Schleifenzweig 2 und dem den Schleifenzweig 1 mit dem Kontaktarm 2" des Schleifenzweiges 2 verbindenden flexiblen Band 4. Beide Schleifenzweige sind gegenüberliegend angeordnet. An jedem äußeren Ende sind die Kontaktarme 2', 2" an Geradführungen 10, 10' in Drehgelenken oder Schneidlagern 5,5' schwenkbar gelagert. Auf jede Geradführung 10, 10' wirkt eine Druckfeder 6, 6' in einem Federgehäuse 7, T, deren in Richtung zur Geradführung liegende Kraftkomponente die Kontaktkraft erzeugt, während die senkrecht zur Geradführung liegende Kraftkomponente nach Überschreitung der Totpunktlage die Kontaktöffnung unterstüzt. In der Einschaltstellung sindFig. 1 the quick switch in the on position, Fig. 2 the quick switch in the off position. The conductor loop through which the current to be switched off flows consists of the rigid and fixed loop branch 1, which can be a straight rail or a rail bent at a flat angle, the movable one made up of two contact arms 2 ', 2 "with contact pieces 3, 3' at each inner end Loop branch 2 and the flexible band 4 connecting the loop branch 1 to the contact arm 2 ″ of the loop branch 2. Both loop branches are arranged opposite one another. At each outer end, the contact arms 2 ', 2 "are pivotably mounted on straight guides 10, 10' in swivel joints or cutting bearings 5, 5 '. A compression spring 6, 6' in a spring housing 7, T, acts on each straight guide 10, 10 '. whose force component lying in the direction of the straight line generates the contact force, while the force component lying perpendicular to the straight line supports the contact opening after the dead center position has been exceeded

209 518/336209 518/336

die Kontaktarme 2', 2" des beweglichen Schleifenzweiges 2 in die Einschaltknicklage gedrückt und stützen sich an Isolierstücken 8, S', die an dem starren Schleifenzweig 1 befestigt sind, ab. An jeder Achse der Drehgelenke 5, 5' ist zusätzlich eine einstellbare Torsionsfeder und/oder an jedem Kontaktarm 2', 2" eine einstellbare Zug- oder Drehfeder — im folgenden Drehfeder genannt — angebracht, deren Drehmomente so gerichtet sind, daß die Kontaktarme nur mit der Differenz der sich aus den Druckfedern 6, 6' und den Drehfedern ergebenden Kräfte auf die Isolierstücke 8, 8' drücken. Die vorerwähnten Drehfedern sind in der Zeichnung nicht dargestellt.the contact arms 2 ', 2 "of the movable loop branch 2 are pressed into the switched-on kinked position and are supported on insulating pieces 8, S' which are attached to the rigid loop branch 1. On each axis of the swivel joints 5, 5 'there is also an adjustable torsion spring and / or on each contact arm 2 ', 2 " an adjustable tension or torsion spring - hereinafter called torsion spring - attached, the torques of which are directed so that the contact arms only with the difference between the compression springs 6, 6' and the torsion springs resulting forces on the insulating pieces 8, 8 '. The aforementioned torsion springs are not shown in the drawing.

Beim Auftreten eines Überstromes hebt die in der Leiterschleife wirkende elektrodynamische Kraft die Kontaktarme 2', 2" von den Isolierstücken 8, 8' ab und bewegt sie bei ausreichender Größe des Stromes über den Totpunkt. Nach Überschreiten der Totpunktlage wirken die elektrodynamische Kraft in der Leiterschleife, die Kraft der Druckfedern 6 und 6' und der Drehfedern sowie die Abhebekraft an den Kontaktstücken 3, 3', die beispielsweise Abwälzkontakte sein können, gemeinsam in Öffnungsrichtung und schleudern die Kontaktarme 2' und 2" bis an die schlagdämpfenden Isolieranschläge 9 und 9' in die Ausschaltknicklage, in der sie mittels an sich bekannter Fangvorrichtungen gehalten werden. Der Federweg der Druckfedern 6, 6' ist durch einstellbare Anschläge in den Federgehäusen 7, T begrenzt. Daher trennen sich während der Bewegung die Kontaktstücke 2' und 2", wodurch der Lichtbogen für den Abschaltvorgang eingeleitet wird.When an overcurrent occurs, the electrodynamic force acting in the conductor loop lifts the contact arms 2 ', 2 " from the insulating pieces 8, 8' and, if the current is sufficient, moves them over the dead center. After the dead center position is exceeded, the electrodynamic force acts in the conductor loop , the force of the compression springs 6 and 6 'and the torsion springs as well as the lifting force on the contact pieces 3, 3', which can be, for example, rolling contacts, together in the opening direction and throw the contact arms 2 'and 2 "up to the shock-absorbing insulating stops 9 and 9' into the switch-off kink position, in which they are held by means of known safety gears. The spring travel of the compression springs 6, 6 'is limited by adjustable stops in the spring housings 7, T. Therefore, the contact pieces 2 'and 2 " separate during the movement, whereby the arc is initiated for the shutdown process.

Bei einem Schnellschalter gemäß der Erfindung ermöglichen die veränderbaren und unabhängig voneinander einstellbaren Vorspannungen der Druck- und Drehfedern, die Kontaktkraft und den Kontaktdurchhub und die erforderliche Auslösekraft ebenfalls unabhängig voneinander einzustellen. Auch bei großen Betriebsströmen, die große Kontaktkräfte erfordern, kann mittels der Drehfedern der Schleifenzweig mit seinen Kontaktarmen so eingestellt werden, daß kleine elektrodynamische Kräfte in der Leiterschleife die Kontakttrennung bewirken. Diese kleinen Auslösekräfte können mit Kontaktarmen von kleiner Länge erzeugt werden, die mit ihrer geringen Trägheit einen außerordentlich geringen Ausschaltvorgang ermöglichen. In a quick switch according to the invention, allow the changeable and independent of each other adjustable preloads of the compression and torsion springs, the contact force and the contact stroke and the required release force can also be set independently of each other. Even with large ones Operating currents that require large contact forces can be connected to the loop branch by means of the torsion springs its contact arms are adjusted so that small electrodynamic forces in the conductor loop Cause contact separation. These small release forces can be achieved with contact arms of small length are generated which, with their low inertia, allow an extremely low switch-off process.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß der zwischen den sich trennenden Kontaktstücken entstehende Lichtbogen selbst Bestandteil der der elektrodynamischen Kraftwirkung unterliegenden Stromschleife ist und deshalb einer großen, verlängernd wirkenden Kraft ausgesetzt ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch zweckentsprechende Bemessung und Einstellung der Druck- und Drehfedernvorspannung, die Höhe des Ansprechstromes einzustellen und damit die Forderung nach selektiver Abschaltung eines Kurzschlußstromes zu erfüllen.Another advantage of the device according to the invention is that between the The arcs that arise from the separating contact pieces are themselves part of the electrodynamic force effect underlying current loop and is therefore exposed to a large, elongating force is. There is also the option of appropriately dimensioning and setting the pressure and torsion spring preload to set the level of the response current and thus the requirement for to meet selective shutdown of a short-circuit current.

Claims

Patent claims:

1. High-speed switch with a conductor loop, consisting of a rigid and a movable loop branch arranged opposite it, which is opened by electrodynamic forces when a short circuit occurs, characterized in that the movable loop branch (2) consists of two at their outer ends on a linear guide (10, 10 ') pivotably mounted contact arms (2', 2 ") with contact pieces (3 ', 3') at each inner end and that a compression spring (6, 6 ') acts on each straight guide, its in the direction of the straight guide lying force component generates the contact force, while the force component lying perpendicular to the straight line supports the contact opening after the dead center position has been exceeded.

2. Quick switch according to spoke 1, characterized in that on each axis of the swivel joints (5, 5 ') or on each contact arm (2', 2 ") additional and adjustable spring forces act in such a way that their moment corresponds to the pressure spring (6, 6 ') on the contact arms (2.2 ") exerted moment is opposite.

3. Quick switch according to claim 1 and 2, characterized in that the preload and travel of the compression springs (6, 6 ') are adjustable.

4. Quick switch according to claim 1, characterized in that the contact pieces (3, 3 ') Rolling contacts are.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1079176;
Swiss patent specification No. 109 564.

1 sheet of drawings