DE1194489B

DE1194489B - Self-switch in slim design with current-dependent tripping devices and means for arc extinguishing

Info

Publication number: DE1194489B
Application number: DEL37692A
Authority: DE
Inventors: Alfred Fehrenbach; Dipl-Ing Alexander Doerries; Heinrich Fraatz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-12-07
Filing date: 1960-12-07
Publication date: 1965-06-10
Also published as: BE611241A

Description

Selbstschalter in Schmalbauform mit stromabhängigen Auslösevorrichtungen und Mitteln zur Lichtbogenlöschung In der Schaltertechnik ist man bestrebt, die Schaltleistung der Schaltgeräte zu steigern, gleichzeitig aber ihre Abmessungen zu verkleinern. Beides läßt sich an einem Schaltgerät nur schwer verwirklichen, weil allgemein eine Verkleinerung der Geräteabmessungen auch eine Verschlechterung der Schaltleistung mit sich bringt. Um trotzdem beiden Forderungen gerecht werden zu können, sind besondere Maßnahmen hinsichtlich der Raumaufteilung und des übrigen konstruktiven Aufbaues erforderlich. Die bisher erzielten Erfolge, insbesondere bei Schaltern in Schmalbauform mit Ein- oder Mehrfachunterbrechung, sind noch nicht zufriedenstellend. Auch bei Schaltgeräten mit Einfachunterbrechungskontakt, bei denen sich besonders leicht eine schmale Bauform erreichen läßt, bestehen noch Nachteile, weil bei den bekannten Geräten dieser Art die übrigen Schalterabmessungen den gestellten Forderungen nach Kleinbauweise nicht gerecht werden. Beispielsweise erfordern Schaltgeräte mit Einfachunterbrechung, bei welchen der Träger einer im unteren Schalterteil angeordneten Schwenkbrücke parallel zur Gehäusebodenfläche orientiert ist und der Lichtbogen sich in Schalterlängsrichtung ausbreitet, eine große Schalterlänge, die den Einbau des Gerätes, beispielsweise in Zählertafeln, nicht mehr gestattet.Self-switch in slim design with current-dependent tripping devices and means for arc quenching In switch technology, efforts are made to achieve the To increase the switching capacity of the switching devices, but at the same time their dimensions to zoom out. Both can only be achieved with difficulty on one switching device, because, in general, a reduction in device dimensions also deteriorates the switching capacity brings with it. In order to still meet both requirements to be able to, are special measures with regard to the room layout and the rest constructive structure required. The successes achieved so far, in particular for switches with a narrow design with single or multiple interruptions are not yet satisfactory. Even with switchgear with single break contact, at which are particularly easy to achieve a narrow design, there are still disadvantages, because in the known devices of this type, the remaining switch dimensions are the same Demands for small construction not meet. For example, require switching devices with single interruption, in which the carrier is arranged in the lower part of the switch The swivel bridge is oriented parallel to the housing bottom surface and the arc spreads in the longitudinal direction of the switch, a large switch length that the installation of the device, for example in meter boards, is no longer permitted.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltgeräte besteht darin, daß sie am Schalterboden einen verhältnismäßig großen, nach außen hin offenen Hohlraum besitzen, welcher spannungsführende Anschluß-oder Verbindungsteile enthält. Dieser Hohlraum nimmt einen großen Teil der Schalterhöhe ein, ohne für die Schaltleistung des Schalters von Nutzen zu sein. Der Hohlraum muß außerdem noch durch eine besonders zu befestigende Platte abgedeckt werden.Another disadvantage of the known switching devices is that they have a relatively large cavity open to the outside at the bottom of the switch own, which contains live connecting or connecting parts. This Cavity takes up a large part of the switch height without affecting the switching capacity of the switch to be of use. The cavity must also have a special one to be fastened plate are covered.

Es sind zwar schon Schalter bekannt, bei denen die Bodenwand auch gleichzeitig die Bodenwand der Lichtbogenkammer ist, jedoch ist hierbei die Kontakteinrichtung in Bezug auf die Löschmittel, die durch einen Blechstapel gebildet werden, nicht befriedigend. Die Löschbleche sind meist senkrecht zur Bodenwand der Lichtbogenkammer angeordnet, und die Kontakteinrichtung befindet sich über den Blechen. Die Kontaktöffnungsrichtung ist dabei senkrecht zur Längsrichtung der Bleche. Der Mechanismus muß so ausgebildet sein, daß eine große öffnungsdistanz der Kontakte erreicht wird, damit der sich an der Kontaktstelle ausbildende Lichtbogen auch auf seiner ganzen Länge in den Löschblechstapel einlaufen kann. Die Bauhöhe des Schalters wird durch die ungünstige Anordnung des Kontaktträgers in Richtung der Bleche unnötig groß. Außerdem wird hierbei keine günstige Blaswirkung auf den Lichtbogen ausgeübt.There are already known switches in which the bottom wall also is at the same time the bottom wall of the arc chamber, but here is the contact device not with regard to the extinguishing agents formed by a stack of sheets satisfactory. The quenching plates are usually perpendicular to the bottom wall of the arc chamber arranged, and the contact device is located above the sheets. The contact opening direction is perpendicular to the longitudinal direction of the sheets. The mechanism must be so designed be that a large opening distance of the contacts is achieved so that the arcing forming at the contact point also along its entire length into the Stack of extinguishing sheets can enter. The height of the switch is due to the unfavorable Arrangement of the contact carrier in the direction of the metal sheets unnecessarily large. Also will this did not exert a favorable blowing effect on the arc.

Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter in Schmalbauform mit Einfachunterbrechungskontakt und einem kastenförmigen Schalterunterteil, bei dem der Schaltmechanismus im Schalteroberteil untergebracht ist, während die mit Löschblechen ausgerüstete Lichtbogenkammer durch das Schalterunterteil gebildet wird und die Lichtbogenkammer-Bodenwand gleichzeitig die Bodenwand des Schalters ist. Die Erfindung bezweckt, den Selbstschalter so auszugestalten, daß die eingangs gestellten Forderungen nach hoher Schaltleistung bei kleinen Gehäuseabmessungen in befriedigender Weise erfüllt werden. Erfindungsgemäß ist die Kontaktunter-Brechungsstelle an einer Schmalseite der Lichtbogen= kammer vor den parallel zur Bodenwand orientierten Löschblechen so angeordnet, daß der ortsfeste Kontakt mit seiner Stromzuführungsleitung zusammen mit dem als Schub- oder Schwenkkontakt ausgebildeten beweglichen Kontakt samt Kontaktträger eine U-förmige, senkrecht zu den den größten Teil der Lichtbogenkammer einnehmenden. Löschblechen orientierte Blasschleife bildet.The invention relates to a circuit breaker in a narrow design with a single break contact and a box-shaped switch lower part, in which the switching mechanism in the switch upper part is housed, while the arc chamber equipped with arcing plates the switch base is formed and the arc chamber bottom wall at the same time is the bottom wall of the switch. The aim of the invention is to design the automatic switch so that the requirements made at the beginning for high switching capacity with small housing dimensions be met in a satisfactory manner. The contact break point is according to the invention on one narrow side of the arc chamber in front of the one oriented parallel to the bottom wall Quenching plates arranged so that the fixed contact with its power supply line together with the movable contact designed as a sliding or pivoting contact including contact carrier a U-shaped, perpendicular to most of the arc chamber engaging. Extinguishing plates oriented blowing loop forms.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Schaltgerät mit Schwenkkontakt in zwei verschiedenen Schnittansichten, von denen F i g. 2 gemäß der Linie A-B nach F i g. 1 wiedergegeben ist, dargestellt.In the F i g. 1 and 2 is a switching device with swivel contact in two various sectional views, of which F i g. 2 according to the line A-B according to F i G. 1 is shown.

F i g. 3 zeigt die Kontaktanordnung des Schalters bei Schubkontaktausführung. In F i g. 4 a und 4 b, von denen die F i g. 4 a einen Schnitt gemäß C-D nach F i g. 4 b und F i g. 4 b einen Schnitt gemäß E-F nach F i g. 4 a darstellt, ist eine besondere Ausbildung des ortsfesten Kontaktstückes wiedergegeben. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.F i g. 3 shows the contact arrangement of the switch in the case of a sliding contact design. In F i g. 4 a and 4 b, of which the F i g. 4 a shows a section according to C-D according to FIG. 4 b and F i g. 4 b shows a section according to E-F according to FIG. 4 a represents is a special one Reproduced training of the stationary contact piece. Corresponding parts are provided with the same reference numbers.

Der Schalter besteht aus einem kastenförmigen Unterteil 1 (F i g. 1 und 2), das an seinen Schmalseiten Ansätze 2, 3 besitzt, die zur Halterung von Anschlußklemmen 4, 5 dienen. Der Innenraum 6 des Unterteils dient als Lichtbogenkammer, in der parallel zur Bodenfläche Löschbleche 7 angeordnet sind, die den größten Teil des Kammerraumes einnehmen. Die Löschbleche sind symmetrisch zu ihrer Längsachse und liegen mit der einen Schmalseite an der einen Lichtbogenkammerwand an. Die Ecken der Bleche an dieser Schmalseite sind entsprechend einer vorgewölbten Verstärkung 1 a des Schalterunterteils kreisbogenförmig abgeschnitten. Eine entsprechende weitere Verstärkung 1 b des Schalterunterteils ist in der diagonal gegenüberliegenden Ecke des Unterteils vorgesehen. Der zwischen der unverstärkten Ecke und den abgeschnittenen Löschblechecken gebildete Raum 6 a dient als Entlüftungskanal, der in nicht dargestellter Weise mit dem Außenraum in Verbindung steht. Die Löschbleche, die infolge ihrer Längsachsensymmetrie besonders leicht montiert werden können, sind auf Ansätze l c, 1 d des Unterteils aufgesetzt und in nicht dargestellter Weise durch Distanzstücke auf Abstand gehalten. Sie besitzen an der anderen Schmalseite eine V-förmige Schlitzung 7a. An der der Schlitzung gegenüberliegenden Schmalseite der Lichtbogenkammer ist ein ortsfestes Kontaktstück 8 angebracht, das die ganze Höhe der Lichtbogenkammer einnimmt und mit einer Abwinkelung 8 a, die parallel zum Lichtbogenkammerboden verläuft, bis nahe an das unterste Löschblech heranreicht. Das ortsfeste Kontaktstück bildet an seinem anderen Ende mit einer Abwinkelung die eine AnschIußklemme 4. Auf das ortsfeste Kontaktstück 8 wirkt ein Schwenkkontakt 9 ein, der an einem Schwenkarm 10 angebracht ist, der seinerseits oberhalb der Lichtbogenkammer um einen im Mechanismusraum il liegenden Drehpunkt 12 schwenkbar ist. Der Schwenkarm 10 ragt durch einen Schlitz 13 e er die Lichtbogenkammer gegen den Mechanismusraum abschließenden Abdeckplatte 14, der durch eine vom Schwenkarm geführte, mit diesem mitlaufende Platte 15 abgedeckt ist. Der Mechanismusraum, der den Schaltmechanismus und die magnetischen sowie gegebenenfalls die thermischen Auslöseelemente enthält, ist von einer Gehäusekappe 16 abgedeckt, die in nicht dargestellter Weise am Schalterunterteil an den verstärkten Ecken 1 a und 1 b befestigt ist. Die Stromfdhrung im Schalter erfolgt von der Anschluß-Memme 4 über das ortsfeste Kontaktstück 8, den Schwenkkontakt 9; den Schwenkarm 10 und von dort, wie durch die Verbindung 17 angedeutet, über die Auslöseglieder zur Anschlußkiemme 5.The switch consists of a box-shaped lower part 1 (FIGS. 1 and 2), which has lugs 2, 3 on its narrow sides, which are used to hold terminals 4, 5. The interior 6 of the lower part serves as an arc chamber in which arc splitters 7 are arranged parallel to the floor surface and occupy most of the chamber space. The quenching plates are symmetrical to their longitudinal axis and lie with one narrow side on one of the arc chamber wall. The corners of the metal sheets on this narrow side are cut off in the shape of a circular arc in accordance with a bulging reinforcement 1 a of the lower part of the switch. A corresponding further reinforcement 1 b of the lower part of the switch is provided in the diagonally opposite corner of the lower part. The space 6 a formed between the unreinforced corner and the cut quenching plates serves as a ventilation duct which is in communication with the outside space in a manner not shown. The quenching plates, which can be particularly easily assembled due to their longitudinal axis of symmetry, lc to approaches, 1 d of the bottom part is placed and maintained in a manner not shown by spacers at a distance. They have a V-shaped slot 7a on the other narrow side. On the opposite of the slit narrow side of the arc chamber, a stationary contact piece 8 is mounted, which occupies the entire height of the arc chamber and having an angled portion 8a which extends parallel to the arc chamber bottom to near the lowermost arc splitter zoom ranges. The stationary contact piece forms at its other end with an angled one connection terminal 4. A pivot contact 9 acts on the stationary contact piece 8 , which is attached to a pivot arm 10 , which in turn is pivotable above the arc chamber about a pivot point 12 located in the mechanism space . The swivel arm 10 protrudes through a slot 13 and the arc chamber against the cover plate 14 which closes off the mechanism space and which is covered by a plate 15 guided by the swivel arm and moving with it. The mechanism space, which contains the switching mechanism and the magnetic and possibly the thermal release elements, is covered by a housing cap 16 which is attached to the lower part of the switch at the reinforced corners 1 a and 1 b in a manner not shown. The current in the switch is carried from the connection meme 4 via the stationary contact piece 8, the swivel contact 9; the swivel arm 10 and from there, as indicated by the connection 17, via the release elements to the connection terminal 5.

Der Schalter ist infolge seiner Kontaktanordnung besonders vorteilhaft, weil durch das ortsfeste Kontaktstück, den Schwenkkontakt und den Schwenkarm eine U-förmige, gestrichelt angedeutete Blasschleife 18 gebildet wird, die senkrecht zum Lichtbogenkammerboden orientiert ist. Durch diese Anordnung wird für die Kontakteinrichtung, insbesondere in Schalterlängsrichtung, wenig Platz beansprucht und trotzdem eine gute Blaswirkung erzielt. Durch die U-förmige Stromführungsschleife an den Kontaktstücken wird eine Blasung erzielt, die den Lichtbogenfußpunkt an dem ortsfesten Kontaktstück herab in Richtung des Löschblechpaketes treibt. Zweckmäßigerweise ist das obere Löschblech des Paketes mit der Anschlußklemme 5 leitend verbunden, so daß auch das Überspringen des Lichtbogens vom Schwenkkontakt auf dieses Blech erleichtert wird. Ein weiterer Vorteil des Schalters ergibt sich durch die Ausbildung seines Unterteils, das jetzt vollständig von der Lichtbogenkammer eingenommen wird. Die Bodenwand der Lichtbogenkammer ist gleichzeitig Schalterboden, so daß hinsichtlich der Schalterhöhe eine Verringerung möglich ist. Alle Anschlußteile befinden sich in oder an den seitlichen Ansätzen des Unterteils.The switch is particularly advantageous due to its contact arrangement because the stationary contact piece, the pivot contact and the pivot arm form a U-shaped blow loop 18 , indicated by dashed lines, which is oriented perpendicular to the arc chamber floor. As a result of this arrangement, little space is required for the contact device, in particular in the longitudinal direction of the switch, and a good blowing effect is nevertheless achieved. The U-shaped current-carrying loop on the contact pieces creates a blow that drives the arc base on the stationary contact piece down in the direction of the arc splitter stack. Appropriately, the upper quenching plate of the package is conductively connected to the connection terminal 5, so that jumping over the arc from the pivot contact on this plate is also facilitated. Another advantage of the switch results from the design of its lower part, which is now completely occupied by the arc chamber. The bottom wall of the arc chamber is also the bottom of the switch, so that a reduction in switch height is possible. All connection parts are located in or on the side shoulders of the lower part.

An Stelle eines Schwenkkontaktes kann auch ein Schubkontakt verwendet werden, wie er in F i g. 3 dargestellt ist. Das ortsfeste Kontaktstück 8 ist hierbei in seinem Mittelteil schräg zum Lichtbogenkammerboden angeordnet, während das bewegliche Kontaktstück 19 senkrecht zum Lichtkammerboden orientiert ist. Es ist in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 20 verschiebbar und bildet in Kontaktschließstellung mit dem oberen Teil des ortsfesten Kontaktstückes wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 eine U-förmige Stromführungsschleife 18. Diese Anordnung beansprucht zwar noch weniger Platz als eine Schwenkkontaktanordnung, sie ist aber hinsichtlich ihrer Steuerung umständlicher.Instead of a swivel contact, a push contact can also be used, as shown in FIG. 3 is shown. The stationary contact piece 8 is arranged in its middle part at an angle to the arc chamber floor, while the movable contact piece 19 is oriented perpendicular to the light chamber floor. It can be displaced in the direction of the arrow 20 and, in the closed contact position, forms with the upper part of the stationary contact piece as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a U-shaped current-carrying loop 18. Although this arrangement takes up less space than a swivel contact arrangement, it is more complicated in terms of its control.

Um die Blaswirkung bei dem erfindungsgemäßen Schalter noch zu erhöhen, ist es zweckmäßig, das am Lichtbogenkammerboden verlaufende Ende 8 a des ortsfesten Kontaktstückes 8 mit einer ferromagnetischen, U-förmigen Schiene 21 (F i g. 4 a und 4b) zu versehen. Die Schiene befindet sich unmittelbar am Lichtbogenkammerboden mit ihrem Stegteil unter dem Kontaktstückende 8a und flankiert dieses mit ihren Schenkeln 22, die noch über das Kontaktstückende hinausragen. Die Schiene besitzt an dem einen Ende einen abgewinkelten Ansatz 24, der auch parallel zu einem Teil des Mittelstückes des Kontaktes verläuft. Zwischen Kontaktstück und Schiene ist eine Zwischenlage 23 aus Isolierstoff vorgesehen. Die ferromagnetische Schiene bewirkt, daß zwischen den über das Kontaktstück hinausragenden Schenkelenden 22 durch den im Kontaktstück fließenden Strom ein Magnetfeld entsteht, das die Blaswirkung der U-förmigen Stromschleife in dem unteren Teil der Lichtbogenkammer, wo diese nicht mehr voll wirksam ist, unterstützt. Insbesondere wird ein schnelleres Laufen des Lichtbogenfußpunktes auf dem Fortsatz des Kontaktstückes erzielt. Die Schaltlichtbogen dringt somit schneller in den Löschblechstapel ein.In order to further increase the blowing effect in the switch according to the invention, it is useful to provide the end 8a of the stationary contact piece 8 running on the arc chamber floor with a ferromagnetic, U-shaped rail 21 (FIGS. 4a and 4b). The rail is located directly on the arc chamber floor with its web part under the contact piece end 8a and flanks this with their legs 22, which still protrude beyond the contact piece end. The rail has at one end an angled extension 24, which also runs parallel to part of the center piece of the contact. An intermediate layer 23 made of insulating material is provided between the contact piece and the rail. The ferromagnetic rail causes a magnetic field to be created between the leg ends 22 protruding beyond the contact piece due to the current flowing in the contact piece, which supports the blowing effect of the U-shaped current loop in the lower part of the arc chamber, where it is no longer fully effective. In particular, faster running of the arc base on the extension of the contact piece is achieved. The switching arc thus penetrates the arc stack more quickly.

Claims

Claims: 1. Self-switch in narrow design with single break contact and a box-shaped switch lower part, in which the switching mechanism in the switch upper part is housed, while the arc chamber equipped with arcing plates the lower part of the switch is formed and the arc chamber bottom wall at the same time the bottom wall of the switch is characterized in that the contact break point on a narrow side of the arc chamber in front of the parallel to Bottom wall oriented quenching plates is arranged so that the fixed contact with his Power supply line together with the one designed as a push or swivel contact movable contact including contact carrier a U-shaped, perpendicular to the largest Part of the arc chamber occupying arc extinguishing plates forms oriented blowing loop.

2. Automatic switch with swivel contact according to claim 1, characterized in that the stationary contact piece (8) on one narrow side of the arc chamber (6) is arranged perpendicular to the direction of the quenching plates and the swivel contact (9) at a parallel to it, its pivot point (12) above the arc chamber owning swivel arm (10) is located.

3. circuit breaker according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the pivot contact consists of an L-shaped contact piece (9), its short, rounded legs parallel to the swivel arm and the stationary one Contact piece (8) is attached to the swivel arm (10), while the one designed as a discharge horn long legs encompassing the end of the swivel arm approximately parallel to the quenching plates (7) runs.

4. Circuit breaker according to claim 1 to 3, characterized in that the arc chamber (6) is separated in a manner known per se by a cover plate (14) from the mechanism space (11) which only has a guide slot (13) for the swivel arm (10 ) owns.

5. circuit breaker according to claim 1 to 4, characterized in that the pivot arm (10) is known per se on the guide slot (13) of the cover plate (14) a slotted cover that moves along (15) carries.

6. self-switch with sliding contact according to claim 1, characterized in that that the stationary contact piece (8) on one narrow side of the arc chamber perpendicular to the direction of the quenching plates with one in the area of the contact point inclined bend is arranged and the push contact (19) is approximately perpendicular is displaceable to the arc chamber bottom wall (Fig. 3).

7. Auto switch after Claim 1 to 6, characterized in that the stationary contact piece (8) the the entire height of the arc chamber (6) occupies, on one side one at the bottom of the arc chamber adjacent bend reaching up to the lowest quenching plate (8a) owns and forms a terminal (4) on the other side. B.

Auto switch according to claims 1 to 7, characterized in that the upper quenching plate of the quenching plate pack (7) is in conductive connection with one terminal (5) of the switch or forms a piece with it.

9. circuit breaker according to claim 1 to 8, characterized characterized in that the end (8 a) running at the bottom of the arc chamber (6) of the stationary contact piece in a manner known per se from a U-shaped, ferromagnetic Rail (22) is encompassed against the contact piece by a U-shaped spacer (23) is isolated. Publications considered: German Auslegeschrift No. 1046 748; Swiss Patent No. 304 850; French patent specification No. 1195 363; USA: Patent Nos. 2,707,218, 2,467,937; ETZ A, Vol. 80, H. 4 (1959), pp. 112 to 117.