DE1183584B

DE1183584B - Device for contact separation in case of large overcurrents

Info

Publication number: DE1183584B
Application number: DES77698A
Authority: DE
Inventors: Franz Haeublein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-01-25
Filing date: 1962-01-25
Publication date: 1964-12-17

Description

Einrichtung zur Kontakttrennung bei großen Überströmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur unmittelbaren Kontakttrennung bei großen Überströmen, insbesondere bei Selbstschaltern, unter Verwendung von entgegen der Kraft einer Kontaktdruckfeder schwenkbar an einer Schaltwelle od. dgl. befestigten Kontaktstücken.Device for contact separation in the event of large overcurrents. The invention refers to a device for immediate contact separation in the event of large overcurrents, especially with automatic switches, using counter to the force of a Contact pressure spring pivotable on a switching shaft or the like. Contact pieces attached.

Eine Forderung bei Selbstschaltern ist in einer möglichst hohen Schaltleistung zu sehen. Nun ist es bekannt, daß die Schaltleistung dann wesentlich gesteigert werden kann, wenn man die Kontaktöffnungszeit, d. h. die Zeit zwischen dem Auftreten eines steilen Stromanstieges und der Öffnung der Kontakte, stark herabsetzt. Diese Kontaktöffnungszeit wird in nicht unwesentlichem Maße durch die Entladung der Kontaktdruckfeder während des Öffnungsvorganges verlängert.A requirement for automatic switches is the highest possible switching capacity to see. It is now known that the switching capacity is then increased significantly can be, if the contact opening time, d. H. the time between occurrences a steep rise in current and the opening of the contacts, greatly reduced. These The contact opening time is determined to a not insignificant extent by the discharge of the contact pressure spring extended during the opening process.

Nun ist zur Kontaktöffnung bei Überströmen eine Einrichtung der obengenannten Art bereits bekannt, bei der der feste und der bewegliche Kontakt eine Stromschleife mit zwei gegenläufigen Strompfaden bilden und bei der zwischen einem schwenkbaren Kontakthebel und der Schalterwelle eine als Totpunktfeder wirkende Kontaktdruckfeder eingeschaltet ist. Beim Auftreten eines Überstromes soll hierbei der bewegliche Kontakthebel durch die zwischen den Strompfadteilen auftretenden elektrodynamischen Kräfte so weit aufgerissen werden, daß die Kontaktdruckfader in die übertotpunktlage kommt und nun ihrerseits den Kontakthebel weiter bewegt.Now a device of the above is for contact opening in the event of an overflow Type already known in which the fixed and the moving contact form a current loop form with two opposing current paths and when between a pivotable Contact lever and the switch shaft a contact pressure spring acting as a dead center spring is switched on. When an overcurrent occurs, the movable one should Contact lever by the electrodynamic occurring between the current path parts Forces are torn so far that the contact pressure fader in the over dead center position comes and now in turn moves the contact lever further.

Es ist auch eine Kontaktanordnung für Selbstschalter bekannt, bei der dem schwenkbaren Kontakthebel ein starrer, von der Blasspule erregter magnetischer Umschluß zugeordnet ist, der beim Auftreten eines steilen Stromanstieges in einem Hebelarm des Kontakthebels eine Stromumkehr veranlassen soll, so daß durch die zwischen Kontakthebel und magnetischem Umschluß auftretenden magnetischen Kräfte entgegengesetzter Richtung der Kontakthebel so weit geöffnet wird, daß eine bei dieser Anordnung ebenfalls als Totpunktfeder wirkende Kontaktdruckfeder in die Übertotpunktlage gebracht wird und nun ihrerseits den Kontakthebel weiter bewegt.There is also a contact arrangement for circuit breakers known at that of the pivotable contact lever is a rigid magnetic one that is excited by the blown coil Inclusion is associated with the occurrence of a steep current rise in one Lever arm of the contact lever is intended to cause a current reversal, so that by the between Contact lever and magnetic enclosure occurring magnetic forces opposite Direction of the contact lever is opened so far that one also in this arrangement Contact pressure spring acting as a dead center spring is brought into the over dead center position and now in turn moves the contact lever further.

Derartige Kontakteinrichtungen haben den Nachteil, daß bei Überströmen, die nicht zur Kontaktöffnung ausreichen, der Kontaktdruck auf jeden Fall erheblich vermindert wird, so daß Kontaktschweißungen auftreten können.Such contact devices have the disadvantage that in the event of overcurrents, which are not sufficient to open the contact, the contact pressure is definitely considerable is reduced so that contact welds can occur.

Nun hat man bei Kontakteinrichtungen auch bereits den umgekehrten Weg beschritten, d. h., man hat bei Schaltern bereits Mittel vorgesehen, z. B. magnetische Umschlüsse, die mit am Kontaktträger befestigten Rückschlußteilen so zusammenwirken, daß der bewegliche Kontakt bei auftretenden Überströmen durch diese Rückschlußteile fester auf den Gegenkontakt gepreßt wird. Die Umschlußteile unterstützen dabei die Kontaktdruckfeder, arbeiten also im Sinne der Kontaktdruckfeder. Derartige Anordnungen sind jedoch beim Auftreten großer Überströme hinsichtlich der Kontaktöffnungsgeschwindigkeit jenen Anordnungen unterlegen, bei denen der bewegliche Kontakt durch elektrodynamische Kräfte zunächst ein gewisses Stück abgerissen wird, und zwar deswegen, weil es Schwierigkeiten bereitet, die die Kontaktöffnung verzögernde Entladung der Kontaktdruckfeder - auch bei Verwendung von den beweglichen Kontakten zugeordneten Massen, die eine zusätzliche Trägheit bewirken sollen - zu verhindert.Now the opposite is the case with contact devices Trodden path, d. that is, means have already been provided for switches, e.g. B. magnetic Enclosures that interact with the return path parts attached to the contact carrier in such a way that that the movable contact in the event of overcurrents through these return path parts is pressed more firmly on the mating contact. The enclosing parts support the Contact compression spring, so work in the sense of the contact compression spring. Such arrangements are, however, when large overcurrents occur with regard to the contact opening speed inferior to those arrangements in which the moving contact is by electrodynamic Forces first a certain piece is torn off, because there are difficulties prepares the contact opening delaying discharge of the contact pressure spring - also when using the masses assigned to the movable contacts, an additional Should cause indolence - to prevent.

Es ist weiterhin eine Schalteranordnung an sich bekannt, bei der ein das bewegliche Kontaktstück U-förmig umgebender fester magnetischer Umschluß nicht zur Kontaktdruckerhöhung verwendet wird, sondern mit einer Auslöseklappe versehen ist, die im Falle eines Überstromes von dem festen Umschlußteil angezogen wird und dabei das Schaltschloß des Schalters entklinkt, d. h. auf ein Kniehebelgelenk trifft und dieses zum Einknicken bringt. Dadurch, daß bei dieser Anordnung erst das Schaltschloß entklinkt werden muß, ist die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit jedoch relativ klein. Außerdem kann sich bei dieser Anordnung nach dem Entklinken des Schaltschlosses die Kontaktdruckfeder im Sinne einer Verzögerung der Kontaktöffnung entladen.There is also a switch arrangement known per se in which a The fixed magnetic enclosure surrounding the movable contact piece in a U-shape is not is used to increase the contact pressure, but is provided with a release flap which is attracted to the fixed surrounding part in the event of an overcurrent and the switch mechanism of the switch is released, d. H. meets a toggle joint and causes it to buckle. The fact that in this arrangement only the key switch needs to be unlatched, the contact opening speed is relatively slow. In addition, with this arrangement, after the key switch is unlatched discharge the contact compression spring in the sense of a delay in the contact opening.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten eine Einrichtung zur Kontakttrennung anzugeben, durch die mit Sicherheit eine Kontaktverschweißung ebenso vermieden wird wie die Verlängerung der Kontaktöffnungszeit durch die Entladezeit der Kontaktdruckfeder. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der dem eigentlichen Kontakt abgelegenen Seite des Schwenkpunktes ein beweglicher magnetischer Umschluß gegenüber einem mit dem Kontaktträger, z. B. der Schaltwelle, starr verbundenen, als Rückschlußteil wirkenden Umschluß so angeordnet ist, daß er bei großen Überströmen auf das Kontaktstück mechanisch im Sinne einer Kontaktöffnung einwirkt. Besonders vorteilhaft ist es, den beweglichen magnetischen Umschluß so auszulegen, daß der Umschluß erst den beweglichen Kontakt um ein geringes Stück, z. B.1 bis 3 mm, vom Festkontakt entgegen den Kontaktdruckkräften abhebt und in dieser Stellung während der Dauer des Überstromes bzw. bis zum Öffnen des Schalters hält.The invention is based on the object, while avoiding the specify a device for contact separation through the difficulties outlined which will certainly avoid contact welding as well as the extension the contact opening time by the discharge time of the contact pressure spring. According to the invention becomes the task at hand solved by the fact that on the actual Contact remote side of the pivot point a movable magnetic enclosure compared to one with the contact carrier, for. B. the shift shaft, rigidly connected, acting as a return part enclosure is arranged so that it is in the event of large overcurrents acts on the contact piece mechanically in the sense of a contact opening. Particularly It is advantageous to interpret the movable magnetic enclosure so that the Enclosure only the movable contact by a small amount, z. B. 1 to 3 mm, from Fixed contact lifts against the contact pressure forces and in this position during the duration of the overcurrent or until the switch is opened.

Zur Vermeidung einer Herabsetzung des Kontaktdruckes durch die Einrichtung gemäß der Erfindung bei Betriebsströmen oder geringen Überströmen wird in an sich bekannter Weise vorgeschlagen, die magnetische Einrichtung mit einem Kippmoment auszustatten, derart, daß erst bei überschreiten eines vorgegebenen Stromes die Einrichtung anspricht und vorzugsweise nach dem Ansprechen die auf die Einrichtung einwirkenden Rückstellkräfte abnehmen. Dies kann z. B. durch eine Rückstellfeder erreicht werden, die so an einem beweglichen Teil des Umschlusses angreift, daß ihre Rückstellkraft mit der Bewegung des magnetischen Teiles abnimmt. Auch durch die Verwendung eines Permamentmagneten als Rückstellelement läßt sich ein entsprechender Effekt erzielen.To avoid a reduction of the contact pressure by the device according to the invention at operating currents or low overcurrents is in itself Proposed in a known manner, the magnetic device with a tilting moment equip in such a way that only when a predetermined current is exceeded the Device responds and preferably after responding to the device acting restoring forces decrease. This can e.g. B. by a return spring can be achieved, which engages a movable part of the enclosure that their restoring force decreases with the movement of the magnetic part. Also through the use of a permanent magnet as a restoring element can be a corresponding one Achieve effect.

An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.An exemplary embodiment of the invention will be described with reference to the drawing and how it works.

F i g. 1 zeigt im Seitenriß einen Schnitt durch einen in schematischer Darstellung angedeuteten Selbstschalter, der im wesentlichen aus einer Grundplatte 1, einem deckenden Gehäuse 2, einem Antrieb 3, einer Schaltwelle 4 mit dem beweglichen Kontakt 5 sowie dem Festkontakt 6 und einem nicht dargestellten Getriebe besteht. Aus F i g. 2 ist die Aufsicht auf den Kontakt 5 mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen ersichtlich.F i g. 1 shows in side elevation a section through a schematic Representation of indicated auto switch, which essentially consists of a base plate 1, a covering housing 2, a drive 3, a control shaft 4 with the movable Contact 5 as well as the fixed contact 6 and a transmission, not shown, consists. From Fig. 2 is a plan view of the contact 5 with the essentials for the invention Share visible.

Die aus Preßstoff od. dgl. gefertigte Schaltwelle 4 weist durch Trennwände 7 erzeugte Kammerteile auf, in denen unter Verwendung von Bolzen 8 od. dgl. schwenkbar der Kontakt 5 befestigt ist. In einer Ausnehmung 9 ist die Kontaktdruckfeder 10 gehaltert, die auf den Teil 11 des Kontaktes 5 im Sinne einer Schwenkbewegung des Kontaktes 5 im Gegenuhrzeigersinn um den Punkt 8 wirkt. Der Anschluß des Kontaktes 5 erfolgt über die Litze 12. Mit der Schaltwelle 4 ist starr ein magnetisch leitfähiges Rückschlußblech 13 verbunden, das mit einem im wesentlichen U-förmigen magnetischen Umschluß 14 zusammenwirkt. Der Umschluß 14 ist durch einen gabelartigen Fortsatz im Punkt 8 zusammen mit dem Kontakt 5 gelagert. Auf den Umschluß 14 wirkt die Feder 15 im Sinne einer Vergrößerung des Luftspaltes zwischen den Teilen 13 und 14 ein. Die Feder 15 ist über den Winkel 16 mit der Welle 4 verbunden. Zugleich bildet der Winkel 16 auch den Anschlag für das Teil 14. Zur Vergrößerung des wirksamen Hebelarmes ist das Teil 14 mit einer Verlängerung 17 versehen, die mit dem Teil 11 des Kontaktes 5 in Eingriff kommt. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Maximalstromes in dem das Teil 14 durchsetzenden Kontakt 5 wird die magnetische Kraftwirkung zwischen den Teilen 13 und 14 so groß, daß die Kraft der Feder 15 überschritten wird. Nach Durchlaufen der freien Wegstrecke zwischen den Teilen 11 und 17 drückt das Teil 17 unter der Einwirkung der bei verkleinertem Luftspalt stark angestiegenen Kräfte zwischen den Teilen 13 und 14 auf das Ende 11 des Kontaktes 5 . und hebt den Kontakt s entgegen der Kraft der Kontaktdruckfeder 10 vom Kontakt 6 ab. In dieser Stellung wird der Kontakt 5 so lange gehalten, bis das Schaltschloß oder die Schnellauslöseteile des Schalters die Schaltwelle und damit auch den Kontakt 5 im Sinne einer Kontaktöffnung bewegen.The switching shaft 4 made of molded material or the like has chamber parts produced by partition walls 7 in which the contact 5 is pivotably attached using bolts 8 or the like. The contact compression spring 10 is held in a recess 9 and acts on the part 11 of the contact 5 in the sense of a pivoting movement of the contact 5 in the counterclockwise direction about the point 8. The contact 5 is connected via the stranded wire 12. A magnetically conductive return plate 13 is rigidly connected to the switching shaft 4 and cooperates with an essentially U-shaped magnetic enclosure 14. The enclosure 14 is supported by a fork-like extension at point 8 together with the contact 5. The spring 15 acts on the enclosure 14 to enlarge the air gap between the parts 13 and 14. The spring 15 is connected to the shaft 4 via the angle 16. At the same time, the angle 16 also forms the stop for the part 14. To enlarge the effective lever arm, the part 14 is provided with an extension 17 which engages with the part 11 of the contact 5. When a predetermined maximum current is exceeded in the contact 5 penetrating the part 14, the magnetic force between the parts 13 and 14 is so great that the force of the spring 15 is exceeded. After passing through the free distance between the parts 11 and 17, the part 17 bears under the action of the sharp rise at a reduced air gap forces between the parts 13 and 14 on the end 11 of the contact. 5 and lifts the contact s from the contact 6 against the force of the contact compression spring 10. In this position, the contact 5 is held until the switch lock or the quick release parts of the switch move the control shaft and thus also the contact 5 in the sense of a contact opening.

Claims

Claims: 1. Device for direct contact separation in the case of large overcurrents, especially in the case of automatic switches, using opposite the force of a contact pressure spring pivotably attached to a shift shaft or the like Contact pieces, characterized in that on the remote from the actual contact Side of the pivot point a movable magnetic enclosure opposite one with the contact carrier, e.g. B. the shift shaft, rigidly connected, acting as a return path Enclosing part is arranged so that it overflows on the contact piece at large acts mechanically in the sense of a contact opening.

2. Device according to claim 1, characterized in that the movable enclosure by restoring forces, e.g. B. a spring is loaded.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the restoring force upon movement of the enclosure in the sense of a contact opening decreases.

4. Device according to claim 2 and 3, characterized in that the restoring force generated by a magnetic shunt:

5. Device according to claim 1 to 4, characterized by such a dimensioning and assignment of the enclosure and the restoring forces that when a predetermined maximum current is exceeded the moving contact from the fixed contact against the contact pressure forces by a small amount Piece, e.g. B. 1 to 3 mm, is lifted.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the movable enclosure is attached to the connection end via a lever of the contact piece acts.

7. Device according to claim 1 to 6, characterized in that the movable part of the um-circuit is mounted in the center of gravity of the contact piece. Documents considered: German Patent Specifications No. 513 473, 402 722; German Auslegeschrift No. 1079176; Swiss Patent No. 207 590; U.S. Patent No. 2,037,570.