DE1191022B - Unterbrechervorrichtung fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ^V^KSS PATENTAMT Int. α.:

H02c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21c-40/52

Nummer: 1191 022

Aktenzeichen: C 27428 VIII d/21 c

Anmeldetag: 10. Juli 1962

Auslegetag: 15. April 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterbrechervorrichtung für Wechselstrom mit Kompensation der elektrodynamischen Kräfte und betrifft eine derartige Vorrichtung mit einem zwischen zwei parallel in Schließstellung bewegbaren und je am Ende eines Leiterfingers angeordneten bewegbaren Kontaktstück einpreßbaren zweiflächigen festen Kontaktstück.

Es ist bekannt, die durch den Durchgang eines Nebenstromes erzeugten elektrodynamischen Kräfte zur Verstärkung des Kontaktdruckes von festliegenden und bewegbaren Elementen einer Unterbrechervorrichtung zu verwenden.

Im allgemeinen greift bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art die Anordnung zur Kompensation der elektrodynamischen Kräfte am allgemeinen Mechanismus zur Steuerung der Schließ- und Öffnungsbewegung der Einrichtung an, und alle Teile dieses Mechanismus, ebenso wie das Gehäuse, müssen so ausgelegt sein, daß sie die erheblichen übertragenen Kräfte aufnehmen können.

Da andererseits diese Einrichtungen eine Trennung der Kontakte im Bereich eines Nebenstromdurchganges um Null nur schwer ermöglichen, ist die Verwendung von Bogenteilen wesentlich, und die in der Trennkammer wirkende Energie ist erhöht.

Es ist auch bereits eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der der feste Kontakt als zweiseitiger Kontakt ausgebildet ist, welcher zwischen zwei in Schließstellung genau parallelen, bewegbaren Kontakten eingepreßt ist, deren jeder am Ende eines Leitfingers angeordnet ist. Auch bei dieser Anordnung übertragen jedoch die elektrodynamischen Kräfte zusätzliche Reaktionen auf den Mechanismus, die die Schließ- und Öffnungsbewegung beeinflussen.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Unterbrechervorrichtung zu schaffen, bei der die elektrodynamischen Kräfte ohne zusätzliche Reaktionen auf den Mechanismus übertragen und nur zur Verstärkung des Kontaktdruckes herangezogen werden, wobei die Anordnung so getroffen sein soll, daß eine Trennung bei einem Nebenstromdurchgang im Bereich um Null möglich ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jeder Leiterfinger um eine Achse derart schwenkbar angeordnet ist, daß sie zusammen eine Zange bilden, deren Gelenk die Zuführung oder die Abführung für den Strom bildet, wobei die beiden Finger der Zange durch ein Hebelwerk mechanisch miteinander verbunden sind, das derart unter der Einwirkung von Federn liegt, daß der Anpreßdruck Unterbrechervorrichtung für Wechselstrom

Anmelder:

Compagnie Generale d'Electricite Soc. An.,

Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber

und Dipl.-Ing. H. H. Zimmermann,

Patentanwälte, München 2, Rosental 7

Als Erfinder benannt:

Jean Bonnefois,

Jacques Caillard, Saint-Quentin, Aisne

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 13.JuIi 1961 (867 900)

der Zange, auch wenn die Vorrichtung stromlos ist, sichergestellt ist.

Dabei kann diese Vorrichtung einen durch einen dritten Finger gebildeten Lichtbogenfänger aufweisen, welcher schwenkbar ist und gegen den Finger der Zange, dessen Kontakt beim öffnen sich später als der andere Finger der Zange abhebt, unter der Einwirkung einer auf einer Stange mit festem Anschlag angeordneten Feder zur Herstellung eines Kontaktes angepreßt werden, derart, daß beim Öffnen der den Lichtbogenfänger tragende Finger seinen Kontakt später als die Finger der Unterbrecherzange öffnet.

Die Einzelheiten der Konstruktion und die Wirkungsweise eines derartigen Unterbrechers werden im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Unterbrechers erläutert.

F i g. I zeigt schematisch eine Ansicht einer Unterbrechereinrichtung mit einem als Lichtbogenfänger dienenden Finger, die durch ein den allgemeinen Mechanismus darstellendes Verriegelungsorgan in Schließstellung gehalten wird;

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F i g. II zeigt den Unterbrecher gemäß F i g. I in zeugt, da die Ströme parallel, aber in entgegengesetz-

öffnungsstellung. tem Sinne verlaufen.

Wie in den Zeichnungen dargestellt, liegt die aus Dabei setzen die allgemeinen Bedingungen bei der

den Fingern 3 und 4 gebildete Unterbrecherzange Trennung voraus, daß der letzte sich trennende Kon- zwischen dem Leiter 20 und dem Leiter 21. Der be- 5 takt der Lichtbogenfangkontakt 8 ist. Da die elek-

wegliche Leiterfinger 3 ist an einer festliegenden trodynamischen Kräfte in der Schleife des Hauptr

Achse 16 und der bewegliche Leiterfinger 4 an einer kreises in der Unterbrecherzange in Schließrichtung

festliegenden Achse 17 gelagert. Der am Leiter 20 und in der Schleife des Lichtbogenfängerkreises in

angeordnete Doppelkontakt ist mit 1 und 2 bezeich- Öffnungsrichtung wirken, ist es notwendig, daß vor

net, und am Zangengelenk liegt über eine Verbin- io dem öffnen sich zuerst der Hauptkontakt 1 öffnet,

dungsschleife 23 der Leiter 21 an den Fingern. Zur damit die Schließkräfte, die auf den Finger 3 wirken,

Begrenzung der Öffnungsbewegung des Fingers 3 ist aufgehoben werden und dann die auf den Finger 4

ein Anschlag 15 vorgesehen. ausgeübten Öffnungskräfte den Kontakt 2 öffnen

Der die beiden Finger der Zange verbindende können.

Mechanismus besteht aus einem Hebel 7, der auf 15 Infolge der Anordnung dieser Teile, die es er-

einer festen Achse 28 gelagert ist. Einer der Arme möglicht, die verschiedenen Kreise unter Berück-

des Hebels ist mit dem Finger 3 bei 24 mittels einer sichtigung der Bedingungen der Mindeständerung

Schubstange 14 und sein anderer Arm mit dem des Stromflusses durch die Kreise vor und nach der

Finger 4 bei 25 mittels einer Schubstange 26 ver- Umlegung des Nebenstromes von einem Kreis auf

bunden. 20 den anderen herzustellen, stellt das Umlegen des

Wie in F i g. I dargestellt, wird der bei 30 mit dem Stromes vom Kreis durch den Finger 3 auf den Kreis

Arm 27 verbundene Finger 3 durch ein Verriege- durch den Finger 4 und dann durch den Lichtbogen-

lungsorgan in Schließstellung gehalten, welches aus fängerkreis 8 die öffnung der Kontakte in der

einem um eine feste Achse 18 schwenkbaren Hebel folgenden Reihenfolge sicher: Hauptkontakt 1, dann

13 und einer Verriegelungsklinke 22 besteht. 35 Hauptkontakt 2 und endlich Lichtbogenfänger-

Der mechanische Druck auf die Kontakte wird kontakt 8. Man kann auf diese Weise mit Sicherheit

durch drei Federn 12, 5 und 9 ausgeübt, die zu- die Trennung der Kontakte erreichen.

sammengedrückt sind, wenn der allgemeine Mecha- Endlich ist die Anordnung der Vorrichtung der-

nismus durch das Verriegelungsorgan in Schließ- art, daß die Öffnung der Kontakte in der beschriebe-

stellung gehalten wird. Die Feder 12 sitzt auf dem 30 nen Reihenfolge erfolgt, sowohl wenn die Vorrich-

freien Ende des Armes 27 und wird durch die Riegel- tung von einem starken Strom als auch wenn sie von

anordnung 13, 22 unter Vorspannung gehalten, der- einem geringen Strom durchflossen wird und auch

art, daß diese Feder sich beim öffnen entspannen wenn sie stromlos ist.

kann, bis der Anschlag 29 am Arm 27 anliegt. Die In Schließstellung wirken die mechanischen, auf

Feder 5 wird auf der Schubstange 26 unter Vor- 35 die Kontakte ausgeübten Drücke wie folgt:

spannung gehalten, und ihre Ausdehnung nach der Kontakt 1: Die Feder 12, die sich gegen den Hebel

öffnung ist durch die Anlage des Armes 7 am An- des Verriegelungsorgans abstützt, übt über den Arm

schlag 6 am Ende der Schubstange 26 begrenzt. 27 einen Schließdruck auf den Finger 3 aus, jedoch

Die Ausbildung des Unterbrechers für die Tren- übt die Feder 5 über die Teile 7 und 14 einen öff nung von starken Strömen besteht aus einem Finger 40 nungsdruck auf den gleichen Finger aus. Der Unter- mit Lichtbogenfanghorn 19, der auf einen Zapfen 31 schied zwischen den beiden Drücken begrenzt die auf dem Leiter 20 angelenkt ist. Der Finger 4 der Pressung am Kontakt 1.

Zange ist bei 32 gegenüber dem das Funkenfang- Kontakte 2 und 8: Die entsprechenden Druck- horn 19 tragenden Finger verlängert und wird an werte an diesen Kontaktpunkten sind durch die der Kontaktstelle 8 durch eine Feder 9 gegen diesen 45 Kombination der Kräfte der Federn 5 und 9 be angepreßt. Die Feder 9 ist auf einer Stange 33 zu- stimmt.

sammengepreßt und stützt sich gegen ein mit dem Durch entsprechende Einstellung der Lage der

Leiter 20 an dieser Stelle verbundenes festes Teil 11 Anschläge 6 und 10 an ihren entsprechenden Stan-

ab. Die Entspannung der Feder beim öffnen ist gen erfolgt die Öffnungsbewegung im stromlosen Zu-

durch Anlegen des Anschlages 10 am Ende der 50 stand oder bei geringem Stromdurchfluß wie folgt:

Stange 33 gegen das Stützteil 11 begrenzt. Der Hebel 13 kommt, nachdem er den öffnungs-

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Unter- impuls durch Lösen der Sperrklinke erhalten hat,

brechervorrichtung ist folgende: bei seiner Bewegung in Berührung mit dem An-

In der in F i g. I dargestellten Schließstellung er- schlag 29 und damit endet die Wirkung der Feder zeugen, wenn Strom durch die Vorrichtung fließt, 55 12. Dadurch wirkt der von der Feder 5 ausgeübte die durch die parallel und im gleichen Sinne durch öffnungsdruck auf den Finger 3, der Kontakt 1 öff- die Finger 3 und 4 der Zange fließenden Ströme An- net sich, und der Finger 3 setzt den mit den Fingern zugskräfte, die an den Kontaktpunkten 1 und 2 eine der Zange vefbundenen Mechanismus in Bewegung. Erhöhung des durch die Federn erzeugten Anpreß- Der Arm 7 kommt dabei in Berührung mit dem An druckes bewirken. Diese gleichen und im entgegen- 60 schlag 6, dieser öffnet dann den Kontakt 2. Bei einer gesetzten Sinne wirkenden Anzugskräfte zwischen ausreichenden Verlagerung des Fingers 4 bewirkt den Fingern 3 und 4 werden durch den Leiter 20 der Anschlag 10 das Öffnen des Lichtbogenfängerund die Achsen 16 und 17 aufgenommen, ohne zu- kontaktes 8. Die Öffnungsbewegung der Vorrich- sätzliche Reaktionskräfte auf das Gehäuse oder den tung setzt sich dann fort, bis der Finger 3, wie in Betätigungsmechanismus der Vorrichtung auszu- 65 Fig. II dargestellt, an seinem Anschlag 15 anliegt. üben. Bei starkem Stromdurchgang ist der Ablauf in-

Im Lichtbogenfängerkreis dagegen wird eine folge der kombinierten Wirkung der Federn und der

Gegenkraft in 8 zwischen den Teilen 19 und 32 er- elektrodynamischen Kräfte etwas anders.

Wenn der Öffnungsimpuls auf die Vorrichtung übertragen ist, und die Wirkung der Feder 12, wie oben beschrieben, beendet ist, wirken auf den Finger 3 die folgenden Kräfte im entgegengesetzten Sinne:

In Öffnungsrichtung die Kraft der Feder 3 und in Schließrichtung die Resultierende der im Inneren der Kompensationseinrichtung durch den Nebenstrom erzeugten Kräfte.

IO

Es besteht also eine Gleichgewichtsstellung und die Vorrichtung ist gemäß einem Merkmal der Erfindung so eingestellt, daß dieses Gleichgewicht bei einem eben unter dem Nebenstromwert liegenden Wert sich einstellt. Es reicht dazu aus, die Federn in Abhängigkeit von der Bemessung der Vorrichtung, insbesondere dem Achsabstand zwischen 16 und 17, einzustellen.

Oberhalb dieses Wertes sind die im Schließsinne auf die Vorrichtung einwirkenden elektrodynami- ao sehen Kräfte größer als die im Öffnungssinn wirkenden konstanten mechanischen Kräfte. Wenn der Strom auf einen Wert etwas unter dem des Gleichgewichtswertes absinkt, d.h. in den Nebenstrombereich um Null, kann der Finger 3 seine Bewegung im Sinne einer öffnung des Kontaktes 1 beginnen. Der durch diesen Finger fließende Stromanteil wird dann auf den Finger 4 umgeleitet, der dann als einziger Leiter für den Gesamtstrom dient. Da die Kompensationswirkung in der Zange nicht mehr besteht, wirken alle auf den Finger 4 ausgeübten Kräfte im Öffnungssinne, wobei diese öffnung zwangläufig in der Reihenfolge Kontakt 2 und dann Kontakt 8 erfolgt.

Claims (7)

Patentansprüche: 35

1. Unterbrechervorrichtung für Wechselstrom mit Kompensation der elektrodynamischen Kräfte, mit einem zwischen zwei parallel in Schließstellung bewegbaren und je am Ende eines Leiterfingers angeordneten bewegbaren Kontaktstücken einpreßbaren zweiflächigen festen Kontaktstück, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiterfinger (3, 4) um eine Achse (16, 17) derart schwenkbar angeordnet ist, daß sie zusammen eine Zange bilden, deren Gelenk (16, 17) die Zuführung oder die Abführung für den Strom bildet, wobei die beiden Finger (3, 4) der Zange durch ein Hebelwerk (26, 7,14) mechanisch miteinander verbunden sind, das derart unter der Einwirkung von Federn (5,12) liegt, daß der Anpreßdruck der Zange, auch wenn die Vorrichtung stromlos ist, sichergestellt ist.

2. Unterbrechervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden Finger (3, 4) der Zange verbindende Hebelwerk durch eine Anordnung von Schwenkhebeln (7, 14) und Schubstangen (26,27) gebildet wird, deren eines Ende (24, 30) sich gegen einen Finger (3) der Zange und deren anderes Ende (25) sich gegen eine Feder (5) abstützt, die eine Kraft auf den anderen Finger (4) der Zange ausübt.

3. Unterbrechervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schließstellung eine erste mit der Verriegelung (22) des allgemeinen Mechanismus zusammenwirkende Feder (12) eine Schließkraft auf den ersten Finger (3) ausübt, während eine zweite an einem Ende des Hebelwerkes liegende Feder (5) eine Öffnungskraft über dieses Hebelwerk (7,14) auf den ersten Finger (3) ausübt und den Kontaktdruck auf den zweiten Finger (4) überträgt.

4. Unterbrechervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei keinem oder nur geringem Stromdurchfluß auf den Öffnungsimpuls die Entriegelung mit Aufhebung der Wirkung der ersten Feder (12) erfolgt, worauf der erste Finger (3) seine Öffnungsbewegung auf einen Anschlag (15) am Ende seines Weges zu unter der Wirkung einer durch eine zweite Feder (5) ausgeübten Kraft beginnt, die dann den zweiten Finger (4) öffnet, wobei ein Betätigungsanschlag an dem Arm (4) des Höbelwerks, an dem die zweite Feder (5) sitzt, vorgesehen ist.

5. Unterbrechervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Trennen starker Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechervorrichtung einen dritten Finger (19) aufweist, der als um eine Achse (31) schwenkbarer Lichtbogenfänger dient, und der gegenüber einer Verlängerung (32) des zweiten Fingers (4) angeordnet ist und sich gegen den zweiten Finger (4) unter der Wirkung einer auf einer Stange (33) mit einem Festpunktanschlag (10) anpreßt, derart, daß nach dem öffnen der als Lichtbogenfänger wirkende Finger sein Kontaktstück (8) nach den beiden Fingern (3,4) der Unterbrecherzange öffnet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Trennen starker Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher so bemessen ist und die Federn so eingestellt sind, daß eine Resultierende der Federkräfte und der elektrodynamischen Kräfte besteht, die die Öffnung nur unterhalb eines wenig unter dem Nebenstromwert liegenden Wertes einleitet.

7. Unterbrechervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Trennen starker Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen und elektrodynamischen Kräfte derart ausgeglichen werden, daß sowohl ohne Strom als auch bei geringem oder auch bei starkem Strom der Öffnungsimpuls sich die verschiedenen Kontaktstücke immer in der gleichen Reihenfolge: erstes Hauptkontaktstück (1), dann zweites Hauptkontaktstück (2) und endlich Lichtbogenfängerkontaktstück (8) unter Einwirkung der Federn (5,12), allein oder unter der Einwirkung der Resultierenden der Federkräfte und der elektrodvnamischen Kräfte öffnen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 478 488.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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