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Lasttrennschalter mit einem beim Aus-und Einschalten nacheilenden
Hilfsmesser Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter mit einem beim Aus- und
Einschalten nacheilenden Hilfsmesser, das mit einem Reibkontakt einer Lichtbogenkammer
zusammenwirkt und durch eine Fortschnellfeder mit dem Hauptmesser verbunden ist.
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Bei bekannten Ausführungen mit am kIauptmesser angelenktem Hilfsmesser
wird die Fortschnellfeder vom Beginn der Öffnungsbewegung an gespannt, weshalb die
Antriebskräfte für den Schalter sowohl für die überwindung der großen Reibungskräfte
am Kontaktende des Hauptmessers als auch für die mechanische Spannung der Fortschnellfeder
bemessen sein müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Fortschnellfeder so anzuordnen,
daß sie in der ersten Phase der Öffnungsbewegung des Schalters (etwa bis zum öffnen
der Hauptkontakte) dem Schalterantrieb keine zusätzlichen Kräfte abverlangt, so
daß die Antriebskraft möglichst klein gehalten wird. Gleichzeitig soll erreicht
werden, daß bei normalem, zügigem Schalten das Hilfsmesser nicht durch einen hohen
Einschaltstrom beschädigt werden kann.
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Der Lasttrennschalter nach der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe
dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmesser ortsfest außerhalb des Drehpunktes des
Hauptmessers drehbar gelagert ist und daß die Feder bei der Ein- und Ausschaltbewegung
des Hauptmessers nahe von dessen Einschaltstellung durch die Bewegung des Federlagers
über die Totpunktlinie geführt wird, die durch die Verbindungsb rade des Hilfsmesserdrehpunktes
mit dem Angriffspunkt der Feder am Hilfsmesser gegeben ist.
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Im Gegensatz zu den bekannten Schaltern wirkt die Feder bei der Erfindung
nicht ständig auf das Hilfsmesser ein, sobald sich das Hauptmesser aus der Einschaltstellung
zu bewegen begonnen hat. Dies hat den Vorteil, daß die zum Antrieb des Schalters
notwendigen Kräfte verringert werden können, denn am Anfang der Schaltbewegung,
dann also, wenn die größten Reibungskräfte vorliegen, werden für die Feder zum Betätigen
des Hilfsmessers keine Kräfte benötigt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Zeitpunkt
der Auslösung des Hilfsmessers unabhängig von der jeweiligen Lage des Hauptmessers
gewählt werden kann, was bei Trennschaltern mit am Hauptmesser angelenktem Hilfsmesser
nicht im gleichem Maße der Fall ist. Die Trennstrecke wird in bekannter Weise mit
dem Hauptmesser geschlossen, bevor das Hilfsmesser in die Schlitzkammer eingreift.
Dies wird bei normalem, zügigem Schalten ohne besondere Hilfsmittel erreicht. Ein
bei der Annäherung der Schaltstücke entstehender Vorüberschlag tritt daher nur zwischen
dem Hauptmesser und dem diesem zugeordneten feststehenden Schaltstück auf. Diese
Schaltstücke sind üblicherweise für die erforderliche Einschaltfestigkeit bemessen.
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Die zum Bewegen des Hilfsmessers verwendete Feder ist zweckmäßig in
an sich bekannter Weise als Zugfeder ausgebildet. Sie ist mit geeigneter Vorspannung
mit dem Hauptmesser einerseits und dem Hilfsmesser andererseits verbunden.
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In Weiterbildung der Erfindung kann ein Anschlag vorgesehen sein,
durch den das Hilfsmesser beim Ein- und Ausschalten nach einer bestimmten Bewegung
vom Hauptmesser mitgenommen wird. Hierdurch kann die kinetische Energie zur Beschleunigung
des Hilfsmessers benutzt werden.
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Bei .einem Lasttrenrnschalter mit einem Hauptmesser und einem daran
schwenkbar befestigten Hilfsmesser hat man einen Anschlag vorgesehen, der den Winkel
begrenzt, um den das Hilfsmesser gegenüber dem Hauptmesser ausschwenken kann. Dieser
Anschlag wirkt aber im Gegensatz zur Erfindung nur beim Ausschaltvorgang. Beim Einschalten
liegen Hilfsmesser und Hauptmesser während der ganzen Schaltbewegung parallel zueinander.
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Ferner ist ein Niederspannungsschalter bekannt, dessen bewegliches
Schaltstück unter der Wirkung eines unter Federdruck stehenden Kniegelenkes eine
Schnappbewegung
ausführt, wenn das Kniegelenk über den Totpunkt geführt wird. Zur Vergrößerung der
Kontaktkraft sind bei diesem Schalter zwei Anschläge vorgesehen, über die die Federkraft
des Kniegelenkes in den Endlagen auf das bewgliche Schaltstück übertragen wird.
Die Anschläge nehmen das bewegliche Schaltstück in dem Augenblick zwangläufig mit,
in dem die Totpunktlage durchlaufen wird. Sie sind jedoch im Gegensatz zur Erfindung
dem als Handgriff dienenden einen Hebel des Kniegelenkes zugeordnet. Bei. dem bekannten
Schalter handelt es sich mithin um einen ganz anderen Aufbau als bei der Erfindung.
Ein Hauptmesser wie bei Lasttrennschaltern ist nicht vorhanden.
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Als Anschlag ist bei der Erfindung zweckmäßig ein am Hauptmesser befestigter
Bolzen vorgesehen, der mit gegenüberliegenden Seiten des Hilfsmessers in bezug auf
seinen Drehpunkt zusammenwirkt. Den Winkel, den das Hauptmesser zurücklegt, bevor
das Hilfsmesser mit dem Anschlag in Berührung kommt, kann man dadurch einstellen,
daß man das Hilfsmesser in der Nähe des Drehpunktes abwinkelt. Beim Einschalten
wirkt dann der als Anschlag vorgesehene Bolzen mit dem einen Schenkel und beim Ausschalten
mit dem anderen Schenkel des Hilfsmessers zusammen.
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Wie gefunden wurde, kann es zuweilen zweckmäßig sein, an dem Schenkel
des Hilfsmessers, der mit dem Bolzen beim Einschalten zusammenwirkt, einen über
den Bolzen greifenden Blechwinkel vorzusehen. Dieser Blechwinkel sorgt dafür, daß
das Hilfsmesser nicht gegenüber dem Hauptmesser voreilen kann. Mithin ist sichergestellt,
daß auch bei einer starken Beschleunigung des Hilfsmessers beim Auftreffen des Anschlages,
die eine entsprechende Verzögerung des Hauptmessers zur Folge hat, das Hauptmesser
als erstes den Kontakt schließt. Der mit dem Bolzen zusammenwirkende Teil des Hilfsmessers
kann zugleich als Anschlag dienen und die Ausschaltbewegung des Hilfsmessers begrenzen.
Beispielsweise kann das Gegenstück, das mit dem Anschlag zusammenwirkt, von einem
Vorsprung der Abstützung des Hilfsmessers gebildet werden.
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Das Hilfsmesser kann in an sich bekannter Weise neben dem Hauptmesser
gelagert sein. Es ist aber auch möglich, das Hilfsmesser zwischen den beiden Teilen
eines Hauptmessers anzuordnen, das aus zwei parallel nebeneinander angeordneten
Teilen besteht. In beiden Fällen ist es möglich, Hilfsmesser und Hauptmesser in
einem gemeinsamen Stützteil zu lagern. Ein solcher Stützteil kann besonders vorteilhaft
von einem U-förmigen Bügel gebildet werden, der sich leicht durch spanlose Verformung
eines Bleches herstellen läßt.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen
(Fig. 1 bis 4) ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Der Lasttrennschalter besitzt einen metallischen Grundrahmen 1 mit
den für jeden Pol vorgesehenen beiden Stützisolatoren 6 und 7. An einer Schalterwelle
9 sind Hebel 10 und 11 starr befestigt. Die Hebel 10 sind bei 12 gelenkig mit Schaltstangen
13 verbunden. Am Hebel 11 greift ein geeigneter Antrieb ein.
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Die Strombahn des Schalters besteht aus einer Stromschiene 15, die
in ein Schaltstück 16 ausläuft und vom Isolator 6 getragen wird, sowie einer Stromschiene
18, die in ein feststehendes Schaltstück 19 ausläuft und vom Isolator 7 getragen
wird. Die beiden Schall,-tücke 16 und 19 sind in der Einschaltstellung durch ein
Hauptmesser 20 verbunden.
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Das Hauptmesser besteht aus zwei U-Profil-Teilen 22, und 23. Die beiden
Teile sind mit einem gemeinsamen Bolzen 24 in einem U-förmigen Bügel 25 gelagert,
der unter der Stromschiene sitzt und mit der gleichen Schraube wie diese befestigt
ist. Der Bolzen 24 besitzt, wie Fig. 2 zeigt, einen Ansatz 27, der sich außen gegen
den Messerteil 22 anlegt. Er ist ferner mit einer Nut versehen, in der ein Nutring
28 sitzt. Der Nutring hält eine Scheibe 30 fest, die einen Federteller für eine
Feder 31 bildet. Die Feder stützt sich mit ihrem anderen Ende gegen den Messerteil
23 ab. Die Messerteile werden daher gegeneinander und gegen die Schaltstücke 16
gedrückt. Am anderen Ende des Messers sorgt eine Feder 38 für die Kontaktkraft zwischen
den Messerteilen und dem feststehenden Schaltstück 19.
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Der Bügel 25 bildet auch das Lager für einen Bolzen 45, mit dem ein
Hilfsmesser 46 schwenkbar gelagert ist. Der Lagerpunkt ist, wie ersichtlich, ortsfest.
Er liegt um etwa das Doppelte der Messerbreite neben dem Drehpunkt des Hauptmessers.
Das Hilfsmesser ist in der Nähe des Lagerbolzens 45 abgewinkelt. An dem linken Schenkel
51 des Winkels (Fig. 1 und 2) ist ein Bolzen 52 befestigt. Dieser Bolzen ist mit
einer Bohrung 53 versehen, in die das eine Ende einer Zugfeder 54 eingehängt ist.
Das andere Ende der Zugfeder sitzt in einer Bohrung 59 eines Winkels 58 (Fig. 2
und 3), der am rechten Ende des Messerteiles 23 befestigt ist.
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Der Winkel 58 gehört zu einem abgekröpften Hebel 65, der am Messerteil
23 des Messers 30 mit Niete 66 und 67 befestigt ist. Der Hebel trägt einen Bolzen
68, der über den Teil 51 des Hilfsmessers 46 greift (Fig.1). Es kann unter Umständen
zweckmäßig sein, den Hebel 65 nicht unmittelbar, sondern mit einer Zwischenlage
am Messerteil 23 zu befestigen, um frei von dem Profil des Messers zu sein.
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Das Hilfsmesser 46 wirkt mit einem Lichtbogenschaltstück 47 zusammen,
das in einer Schlitzkammer 48 angeordnet ist. Das Lichtbogenschaltstück besteht
aus zwei äußeren Blattfedern 76, 77, an die zwei konisch zugespitzte Zylinder 78
und 79 angenietet sind. Die Blattfedern werden von einer gemeinsamen Schraube 83
gehalten, die in einen Winkel $7 eingeschraubt ist, der unter der Stromschiene 18
liegt. Der Winkel, an dem auch die Schlitzkammer 48 befestigt ist, wird zusammen
mit der Stromschiene am Isolator 7 befestigt.
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In der Einschaltstellung liegt das Hilfsmesser 46 zwischen zwei aufgebogenen
Blattfedern 80 und 81 (Fig. 4). Das Hauptmesser 20 umgibt mit den freien Enden der
beiden Messerteile 22 und 23 das feststehende Schaltstück 19. Die anderen Enden
der Messerteile liegen am Schaltstück 16 an (Fig. 2).
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Zum Ausschalten wird die Schalterwelle 9 im Uhrzeigersinn gedreht,
so daß die Schaltstange 13 durch den Hebel 10 nach oben gestoßen wird. Das Hauptmesser
20 wird um den Bolzen 24 im Uhrzeigersinn geschwenkt. Es trennt sich lichtbogenfrei
von dem feststehenden Schaltstück 19, weil die Trennstrecke durch das Hilfsmesser
46 überbrückt ist, das mit dem Lichtbogenschaltstück 47 zusammenwirkt.
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Wenn das Messer 20 bei der Ausschaltbewegung die in der Fig.
1 durch die Linie 95 angedeutete Lage erreicht, schlägt der Bolzen 68 auf den Schenkel
55
des Hilfsmessers. Dad#.=rch wird das Hilfsmesser in Bewegung
gesetzt und aus dem Lichtbogenschaltstück herausgerissen. Bis zu diesem Zeitpunkt
ist ferner der Aufhängepunkt der Feder 54 am Winkel 58 über den Drehpunkt 45 des
Hilfsmessers nach oben gewandert. Die Feder übt daher eine Kraft auf das Hilfsmesser
aus, durch die es °benso wie durch den Anschlag im Uhrzeigersinn gedreht wird. Durch
diese Federkraft wird das Hilfsmesser weitergeschwenkt und gelangt in die Endstellung,
die durch die Linie 96 angedeutet ist. In dieser Stellung liegt der Schenkel 55
mit der Kante 103 an einem Ansatz 104 des U-förmigen Bügels 25 an, so daß
die Ausschaltbewegung des Hilfsmessers begrenzt ist. Da: Hauptmesser nimmt in der
Ausschaltstellung die durch die Linie 97 angedeutete Lage ein.
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Beim Herausreißen des Hilfsmessers 46 aus dem Lichtbogenschaltstück
47 wird ein Lichtbogen gezogen. Dieser wird in bekannter Weise durch die Gase gelöscht,
die aus den Löschkammerwänden durch die Lichtbogenwärme freigemacht werden.
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Zum Einschalten wird die Schalterwelle 9 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht. Die Schaltstange 13 wird nach unten gezogen, das Hauptmesser entgegen dem
Uhrzeigersinn in Einschaltrichtung geschwenkt. Das Hilfsmesser verbleibt zunächst
in der Ausschaltstellung.
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Wenn das Hauptmesser die in der Fig. 1 dargestellte Lage erreicht
hat, hat der Bolzen 68 bereits den linken Schenkel 51 des Hilfsmessers 46 getroffen.
Das Hilfsmesser wird dadurch in Einschaltrichtung mitgenommen. Gleichzeitig überschreitet
der Aufhängepunkt 59 der Feder 54 die durch die Punkte 54, 52 de, Hilfsmessers gegebene
Totpunktlage. Das Hilfsmesser wird deshalb durch die Feder weiter in Einschaltrichtung
geschwenkt, bis es die Endlage erreicht. Das Hauptmesser 20 hat sich bei normaler
Schaltgeschwindigkeit inzwischen so weit dem feststehenden Schaltstück 19 genähert,
daß ein Vorüberschlag nur zwischen dem Hauptmesser 20 und dem feststehenden Schaltstück
19 erfolgen kann. Das Hilfsmesser hat in diesem Augenblick noch einen ausreichenden
Abstand von den mit der Stromschiene 18 verbundenen spannungsführenden Teilen, wie
Fig. 1 zeigt.
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Wie erwähnt, trifft der mit dem Hauptmesser verbundene Bolzen 68 auf
die Oberkante beim Einschalten des Hilfsmessers 46. Das Hilfsmesser wird dadurch
beschleunigt. In entsprechendem Maße wird die Bewegung des Hauptmessers verzögert.
Um dennoch in jedem Falle, z. B. bei langsamem Schalten, sicherzustellen, daß das
Hilfsmesser nicht eher mit dem zugehörigen Lichtbogenschaltstück zusammenwirkt als
das Hauptmesser 20 mit dem feststehenden Schaltstück 19, kann man am Hilfsmesser
einen Winkel 100 befestigen, beispielsweise annieten. Dieser Winkel würde bei einem
Voreilen des Hilfsmessers gegenüber dem Hauptmesser auf die Oberseite des Bolzens
68 aufschlagen. Er sorgt mithin dafür, daß beim Einschalten stets ein hinreichender
Winkel zwischen dem Hauptmesser -und dem Hilfsmesser bestehenbleibt. Beim Ausschalten
wirkt der Bügel 100 nicht mit, da der Bolzen 68, der beim Ausschalten mit dem Schenkel
55 des Hilfsmessers zusammenwirkt, hinter ihm vorbeitreten kann.