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Elektrischer Trennschalter mit Doppelmesser Die Erfindung betrifft
einen elektrischen Trennschalter mit schwenkbarem Doppelmesser, das über eine am
Gegenkontaktstück angebrachte Führung aus Isolierstoff, Rollen und die anfängliche
Spreizung und spätere Zusammenführung herbeiführende Schrägflächen schnell und bezüglich
beider Messer gleichzeitig einschaltbar ist.
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Trennschalter dieser Art arbeiten normalerweise so, daß die aus zwei
parallelen Kontaktmessern bestehende Strombahn in einem ortsfesten Kontaktstück
drehbar gelagert ist. Mit Hilfe eines Zugisolators gleitet das Doppelmesser beim
Einschaltvorgang über einen festen Gegenkontakt, wobei die außen an den Kontaktmessern
angebrachten Zug-oder Druckfedern den notwendigen Kontaktdruck vermitteln. Trennschalter
haben bekanntlich die Aufgabe, die erforderlichen Trennstrecken in Stromkreisen
herzustellen. Mit ihnen darf normalerweise keine Leistung geschaltet werden. Einen
auftretenden Kurzschlußstrom müssen sie aber mit Sicherheit so lange führen können,
bis der zugehörige Leistungsschalter die Abschaltung übernommen hat. Infolge der
starken elektrodynamischen Beanspruchungen im Kurzschlußfall kann es zu Kontaktabhebungen
und damit zu schweren Schäden am Schalter kommen. Ein Verschweißen der Kontaktstücke
führt zu einer Verdampfung des Metalls durch den öffnungslichtbogen. Dadurch wird
die die Schaltstelle umgebende Luft ionisiert, und es kann ein Phasenüberschlag
eingeleitet werden.
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Es ist bereits bei Niederspannungstrennschaltern mit Doppelmesser
bekannt, Isolierrollen am festen Kontaktstück vorzusehen, die mit entsprechenden
Schrägflächen am Doppelmesser zusammenwirken. Dabei werden die Kontaktmesser nach
Auflaufen auf die Rollen gespreizt und am Ende der Einschaltbewegung über entgegengesetzt
gerichtete Schrägflächen beschleunigt in die Einschaltstellung gebracht. Der Nachteil
dieser Einrichtung besteht vor allem darin, daß eine besondere Ausbildung der Kontaktmesser
notwendig ist und eine Kippbewegung der Messer um ihre Längsachse nicht zu vermeiden
ist.
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Ferner ist es bekannt, an den festen Gegenkontaktstücken starre Auflaufformen
aus Isoliermaterial anzubringen, die die Aufgabe haben, die Doppelmesser vor dem
Einlaufen in die Einschaltstellung zu zentrieren, um eine Kontaktgabe mit nur einem
Messer zu verhindern. Hierbei treten hohe Reibungskräfte und mechanische Beanspruchungen
der Auflaufformen auf.
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Mit dem Trennschalter nach der Erfindung werden die obengenannten
Nachteile vermieden und Schalter für große Kurzschlußströme geschaffen. Erfindungsgemäß
sind an den Kontaktmessern Rollen angebracht, die zunächst beim Auflaufen auf ein
an sich bekanntes Isolierstoffgleitstück die Kontaktmesser in an sich bekannter
Weise über die Breite des Gegenkontaktes hinausspreizen und dann durch eine steile
und eine anschließend flachere Ablauffläche des Gleitstückes die Kontaktmesser beschleunigt
einschalten. Das vorzugsweise aus einem Gießharz gefertigte Gleitstück kann dabei
reiterförmig auf den Gegenkontakt aufgesetzt und an diesem befestigt werden. Der
besondere mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, daß die am Doppelmesser
angebrachten Rollen eine unerwünschte Längs-Kipp-Bewegung dieser Messer wirksam
verhindern und im Zusammenwirken mit den Ablaufflächen des Gleitstückes eine gleichmäßige
Einschaltung beider Messer herbeiführen. Weiterhin wird die für die Größe des Betätigungsdrehmomentes
ausschlaggebende Reibungskraft beim Auflaufen der Kontaktmesser auf die Flanken
des Gegenkontaktes vorteilhaft ausgeschaltet. Schließlich ist als Vorteil anzusehen,
daß die Einrichtung zum sicheren Einlauf des Doppelmessers in Trennschaltern auch
nachträglich an bereits in Betrieb befindlichen Schaltgeräten angebracht werden
kann, da auch die Rollen lediglich an Trägern befestigt sind, die vorzugsweise in
die U-förmigen Ausnehmungen der Kontaktmesser einzusetzen sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 den an sich bekannten Aufbau eines Trennschalters mit der
Einrichtung nach der Erfindung und die F i g. 2 und 3 die Kontaktstelle in zwei
Ansichten. Der Schalter ist in bekannter Weise auf einen Grundrahmen 1 aufgebaut.
Die Stützer 2 tragen die an Spannung liegenden Anschluß- und Kontaktelemente, von
denen das eine 3 als Drehlager für das Doppelmesser 4 und das andere als Gegenkontaktstück
5
dient. Das Doppelmesser wird über eine Zugstange 6 und einen Hebel 7 mittels einer
Schaltwelle 8 in die gewünschte Schaltstellung gebracht.
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Auf dem Gegenkontaktstück 5 ist nun gemäß der Erfindung ein Gleitstück
9 aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus Gießharz, reiterförmig aufgesetzt
und mittels Schrauben 10 befestigt. Das Gleitstück 9 besitzt lange
Auflaufschrägflächen 11 und kurze, steile Ablaufschrägflächen 12 sowie daran
anschließende Schrägflächen 13 (F i g. 3). Auf den Schrägflächen gleiten Rollen
14, die in Bügeln 15 gelagert sind, die ihrerseits in äußeren Ausnehmungen
der U-förmig ausgebildeten Kontaktmesser 4 befestigt sind. Als Rollen können
handelsübliche Kugellager verwendet werden, um einen leichten Lauf zu gewährleisten.
Es können aber auch Rollen aus Isolierstoff Verwendung finden.
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Beim Einschaltvorgang laufen die Rollen 14 auf den keilförmig
angeordneten Schrägflächen 11 des Gleitstückes 9. Dadurch werden die Kontaktmesser
4 vor Erreichen des Gegenschaltstückes 5 über die Breite dieses Gegenkontaktes gespreizt.
Wenn das Doppelmesser 4 soweit eingelaufen ist, daß die Kontaktflächen des
Doppelmessers und des Gegenkontaktes einander gegenüberliegen, so laufen die Rollen
14 auf der kurzen Schrägfläche 12 ab. Die Messer werden durch die
große Anpreßkraft der Rollen in Richtung der abfallenden Schrägfläche
12 und der daran anschließenden Fläche 13 beschleunigt und zur sicheren Anlage
an das Schaltstück 5 gebracht. Eine gleitende Reibung, die normalerweise
beim Auflaufen des Doppelmessers auf das Gegenschaltstück entsteht und bei verschmutzten
Kontaktflächen erhebliche Werte annehmen kann, ist weitgehend vermieden. In Verbindung
mit den Keilflächen des Gleitstückes und den Rollen an den Kontaktmessern werden
selbst bei hohen Anpreßdrücken sehr kleine Einlaufmomente erzielt.
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Beim Ausschalten laufen nach einer anfänglichen Gleitbewegung die
Rollen 14 zunächst ein kleines Stück auf den Keilflächen 13, wodurch die
Messer von dem Gegenschaltstück abgehoben werden. Danach wird das Doppelmesser über
die Schrägfläche 12 auf die volle Breite des Gleitstückes 9 gespreizt
und dadurch eine Ausschaltung ohne Berührung der Kontaktmesser mit dem Gegenschaltstück
bewirkt.
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Eine Selbstreinigung der Kontaktoberflächen ist dadurch gegeben, daß
nach dem Ablaufen der Kontaktmesser von den Schrägflächen 1.2 und 13 des
Gleitstückes diese noch ein kurzes Stück über den Gegenkontakt bis zur Endstellung
gezogen werden. Das Antriebsdrehmoment bleibt hierbei jedoch klein, da in dieser
Schaltstellung durch die Hebelverhältnisse -an der Antriebswelle das Drehmoment
günstig übersetzt wird.