DE1226682B

DE1226682B - Electric switch

Info

Publication number: DE1226682B
Application number: DES98066A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Biersack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-08
Filing date: 1965-07-08
Publication date: 1966-10-13

Description

Elektrischer Schalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einer im Ausschaltaugenblick arbeitenden Pumpeinrichtung zum Erzeugen einer Löschmittelströmung. Solche Pumpeinrichtungen erfordern einen kräftigen Antrieb. Deshalb hat man bereits versucht, die Antriebsleistung dadurch zu verringern, daß dem auszuschaltenden Stromkreis Antriebsenergie entnommen wurde.Electrical Switch The invention relates to an electrical switch with a pump device working at the moment of switch-off for generating a Extinguishing agent flow. Such pumping devices require a powerful drive. Therefore, attempts have already been made to reduce the drive power by that Drive energy has been taken from the circuit to be switched off.

Die Energie eines Stromkreises kann man dadurch nutzbar machen, daß der auszuschaltende Strom die Spule eines Elektromagneten durchfließt. Hierbei ist es nachteilig, daß die Spule eine große Induktivität darstellt, die den Übergang des Stromes auf die Spule erschwert.The energy of a circuit can be made usable by the fact that the current to be switched off flows through the coil of an electromagnet. Here is it is disadvantageous that the coil represents a large inductance which makes the transition the current on the coil made more difficult.

Bei einem anderen bekannten Schalter werden elektrodynamische Kräfte des auszuschaltenden Stromes zur Betätigung der Pumpeinrichtung herangezogen. Dies geschieht dadurch, daß eine den Kolben der Pumpeinrichtung tragende Schraubenfeder vom auszuschaltenden Strom durchflossen wird. Der durch alle Windungen gleichsinnig fließende Strom ergibt Anziehungskräfte zwischen den Windungen. Beim Zusammenziehen der Feder in axialer Richtung komprimiert der Kolben in erwünschter Weise das als Löschmittel verwendete Schwefelhexafluorid.Another known switch uses electrodynamic forces of the current to be switched off is used to actuate the pumping device. this happens in that a coil spring carrying the piston of the pumping device is traversed by the current to be switched off. Which through all turns in the same direction flowing current results in attractive forces between the windings. When contracting the spring in the axial direction compresses the piston in a desired manner as Extinguishing agent used sulfur hexafluoride.

Der Kolben des bekannten Schalters hat in stromlosem Zustand eine durch die Feder gegebene Ruhelage. Sobald der Strom zu fließen beginnt und die Stromkräfte wirksam werden, führt der Kolben Schwingungen um diese Ruhelage herum aus. Dies führt zu unerwünschten Beanspruchungen des Schalters. Darüber hinaus ergibt die Federkraft eine der elektrodynamischen Kraft entgegengesetzte Wirkung. Dies bedeutet, daß die Betätigungskraft des Stromes für den Kolben um die Kraft der Feder verringert wird. Schließlich wird der Aufbau des bekannten Schalters dadurch schwierig, daß die üblichen Federwerkstoffe nur verhältnismäßig schlechte elektrische Leiter sind, während elektrisch gut leitende Werkstoffe, wie Kupfer oder Aluminium, sich kaum zu brauchbaren Federn verarbeiten lassen.The piston of the known switch has a when de-energized rest position given by the spring. As soon as the current begins to flow and the current forces become effective, the piston performs vibrations around this rest position. this leads to undesired stresses on the switch. In addition, the Spring force has an effect opposite to the electrodynamic force. This means, that the actuating force of the current for the piston is reduced by the force of the spring will. Finally, the construction of the known switch is difficult because the usual spring materials are only relatively poor electrical conductors, while materials with good electrical conductivity, such as copper or aluminum, hardly differ can be processed into usable feathers.

Bei dem elektrischen Schalter nach der Erfindung wird die im Ausschaltaugenblick arbeitende Pumpeinrichtung zum Erzeugen einer Löschmittelströmung ebenfalls mit Hilfe elektrodynamischer Kräfte des auszuschaltenden Stromes betätigt. Dies geschieht aber im Gegensatz zum Bekannten in der Weise, daß erfindungsgemäß die Pumpeinrichtung durch eine Nürnberger Schere betätigt wird, deren Glieder zum Teil vom auszuschaltenden Strom durchflossen werden.In the case of the electrical switch according to the invention, the instant of switching off working pumping device for generating an extinguishing agent flow also with With the help of electrodynamic forces of the current to be switched off actuated. this happens but in contrast to the known in such a way that according to the invention the pumping device is operated by a pair of Nuremberg scissors, the limbs of which are partly to be switched off Electricity can flow through it.

Beim Schalter nach der Erfindung ist man nicht mehr darauf angewiesen, einen Federwerkstoff als Leiter zu verwenden. Für die Glieder der Nürnberger Schere kann vielmehr jeder Leiterwerkstoff verwendet werden, der eine ausreichende mechanische Festigkeit hat. Da die mechanischen Beanspruchungen verhältnismäßig gering sind, können also die bewährten Leiterwerkstoffe Kupfer und Aluminium ohne weiteres verwendet werden. Einige Aufmerksamkeit erfordern lediglich die Verbindungspunkte der Scherenglieder. Hierbei kann man aber ohne weiteres durch flexible Leiter, wie Litzen, oder durch bekannte Rollenkontakte od. ä. eine gut leitende Verbindung erhalten.With the switch according to the invention one is no longer dependent on to use a spring material as a conductor. For the members of the Nuremberg scissors Rather, any conductor material can be used that has a sufficient mechanical Has solidity. Since the mechanical stresses are relatively low, the proven conductor materials copper and aluminum can be used without further ado will. Only the connection points of the scissor links require some attention. Here, however, you can easily use flexible conductors, such as strands, or through known roller contacts od. Ä. Get a good conductive connection.

Ein weiterer Vorteil des Schalters nach der Erfindung besteht darin, daß die Nürnberger Schere nicht nur Kräfte auszuüben vermag, die durch den auszuschaltenden Strom veranlaßt sind, sondern auch selbst Kräfte auf den Kolben übertragen kann. Zu diesem Zweck werden ihre Verbindungsglieder an dem der Pumpeinrichtung abgekehrten Ende durch einen geeigneten Antrieb betätigt. Dies ist ein wichtiger Unterschied gegenüber dem vorgenannten bekannten Schalter, weil er es ermöglicht, einen einfachen Schalteraufbau zu erhalten.Another advantage of the switch according to the invention is that the Nuremberg scissors can not only exert forces that can be eliminated by the Current are caused, but can also transmit forces to the piston itself. For this purpose, their connecting links are turned away from those of the pumping device End operated by a suitable drive. This is an important difference compared to the aforementioned known switch because it allows a simple To obtain switch assembly.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung erhält man dadurch, daß zwei Nürnberger Scheren durch Querstäbe zu einem klappbaren Rahmen verbunden sind, der vom auszuschaltenden Strom schraubenlinienförmig durchflossen wird. Der klappbare Rahmen ergibt eine beachtliche mechanische Festigkeit auch senkrecht zur Bewegungsebene der Scheren, so daß bei geeigneter Konstruktion keine weiteren Führungsglieder mehr benötigt werden. Ferner kann man mit Hilfe von Isolierstoffteilen, die in den Rahmen eingebaut sind, zwei versetzte, schraubenlinienförmige Stromkreise nach Art eines doppelgängigen Gewindes bilden. Hierdurch kann man, je nachdem, ob die beiden Stromkreise gleichsinnig oder gegensinnig vom Strom durchflossen werden, Stromkräfte erhalten, die in öffnungsrichtung oder Schließrichtung der Schere wi@ketr. Schließlich ergibt sich bei einem klappbaren Rahmen im Gegensatz zu den bekannten vorbeschriebenen Schaltern auch die Möglichkeit, den Querdruck der magnetischen Feldlinien und nicht nur den I:ähgszug auszunutzen: Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung eiAusfiffirungsbeispiel beschrieben. Es zeigt F i g. 1 schematisch vereinfacht einen Schalter nach der Erfindung in einem Schnitt, F i g. 2 die als Rahmen ausgebildete Nürnberger Schere des Schalters nach F i g. 1 in perspektivischer Darstellung.A particularly favorable embodiment of the invention is obtained by that two Nuremberg scissors connected by cross bars to a foldable frame through which the current to be switched off flows in a helical manner. Of the foldable frame gives a considerable mechanical strength even perpendicular to the Movement plane of the scissors, so that with a suitable construction no further guide links more are needed. Furthermore, you can with the help of insulating material in the Frames are installed, two offset, helical circuits according to Art form a double thread. This allows you, depending on whether the two Electricity flows through circuits in the same direction or in opposite directions will, Receive current forces that wi @ ketr in the opening or closing direction of the scissors. Finally, there is a foldable frame in contrast to the known The switches described above also allow the transverse pressure of the magnetic Field lines and not just the I: ähgszug to use: For a more detailed explanation of the The invention is described below with reference to the drawing eiAusfiffirungsbeispiel. It shows F i g. 1 schematically simplifies a switch according to the invention in one Section, F i g. 2 the Nuremberg scissors of the switch designed as a frame F i g. 1 in perspective.

Der Schalter besitzt eine aus- Isolierstoff, z. B. Gießharz, bestehende Schaltkammer 1, die an ihrem oberen Ende mit eurem ebenfalls aus Gießharz bestehenden Deckel 2 verschlossen und mit Schwefelhexafluorid (SF,) gefüllt ist. In den Deckel 2 ist das feststehende Schaltstück 3 eingelassen, dessen äußeres Ende 4 den einen Anschluß des Schalters bildet. Der andere Anschluß 5 ist ein in den Boden der Schaltkammer 1 eingelassener Bolzen. Dieser steht mit der als Ganzes mit 6 bezeichneten Nürnberger Schere in Verbindung, die das bewegliche Schaltstück 7 des. Schalters sowie einen Isolierstoffkörper 8 trägt. Der Isolierstoffkörper 8 wirkt als Kolben mit der Innenseite der Schaltkammer 1 als Zylinderwand zusammen. Ei' umgibt in der dargestellten Einschaltstellung mit einer Düsenöffnung 9 das feststehende Schaltstück 3: Am unteren Eide der Schaltkammer 1 ist ein mit ihr aus einem Stück bestehender hohler Stützisolator 12 vorgesehen, an. denn ein geerdetes Metallgehäuse 13 befestigt ist. In dem Gehäuse 13 ist eine Kurbel 14 gelagert, die von einem nicht dargestellten Antrieb aus der gezeichneten Stellung in die gestrichelt gezeichnete Lage 15 geschwenkt werden kann. An der Kurbel ist eine im Stützisolator 12 verlaufende Isolierstoffkoppe117 befestigt, die mit der Nürnberger Schere 6 in Verbindung steht.The switch has a made of insulating material, e.g. B. cast resin, existing switching chamber 1, which is closed at its upper end with your cover 2, which is also made of cast resin and is filled with sulfur hexafluoride (SF). In the cover 2, the fixed switching piece 3 is embedded, the outer end 4 of which forms one connection of the switch. The other connection 5 is a bolt let into the bottom of the switching chamber 1. This is connected to the Nuremberg scissors, designated as a whole by 6, which carry the movable contact 7 of the switch and an insulating body 8. The insulating body 8 acts as a piston with the inside of the switching chamber 1 as a cylinder wall. In the switched-on position shown, Ei 'surrounds the stationary switching element 3 with a nozzle opening 9: a hollow post insulator 12, which is made of one piece with it, is provided on the lower Eide of the switching chamber 1. because a grounded metal housing 13 is attached. In the housing 13, a crank 14 is mounted, which can be pivoted by a drive, not shown, from the position shown into the position 15 shown in dashed lines. An insulating material head 117 running in the post insulator 12 is attached to the crank and is connected to the Nuremberg scissors 6.

Wird die Kurbel 14 nach rechts in die Lage 15 geschwenkt, so wird das bewegliche Schaltstück 7 über die Nürnberger Schere 6 in die Ausschaltstellung bewegt. Dabei wird der Kolben 8 mitgenommen, so daß das in der Schaltkammer vorhandene SF, z. B. aus dem unteren, die Nürnberger Schere enthaltenden Teil der Schaltkammer 1 durch die Düse 9 am Ausschaltlichtbogen zwischen den Schaltstücken 3,7 vorbei in den oberen Teil der Schaltkammer strömt. Hierbei wird der Lichtbogen gelöscht.If the crank 14 is pivoted to the right into the position 15, the movable contact piece 7 is moved into the switched-off position via the Nuremberg scissors 6. The piston 8 is taken along so that the SF present in the switching chamber, for. B. from the lower part of the switching chamber 1 containing the Nuremberg scissors flows through the nozzle 9 at the switching-off arc between the switching pieces 3.7 over into the upper part of the switching chamber. This extinguishes the arc.

Die genannte Ausschaltbewegung wird durch elektrodynamische Kräfte des Stromes unterstützt, der beim Schalter nach der Erfindung in der Nürnberger Schere 6 zwischen dem Anschluß 5 und dem beweglichen Schaltstück 7 fließt. Wie die F i g. 2 erkennen läßt, ist die Nürnberger Schere beim Ausführungsbeispiel als klappbarer Rahmen ausgebildet. Zu dieseln Zweck sind außer den in der Mitte miteinander verbundenen; in einer Ebene liegenden Scherengliedern 20 bis 27 weitere, ebenfalls in der Mitte verbundene Scherenglieder 3« bis 37 vorhanden, die eine zweite, in einer parallelen Ebene bewegliche Nürnberger Schere bilden. Die beiden Scheren sind an den äußeren Enden der Scherenglieder durch Querstäbe 40 bis 47 zu einem klappbaren Rahmen verbunden.Said switch-off movement is supported by the electrodynamic forces of the current which flows between the connection 5 and the movable contact piece 7 in the switch according to the invention in the Nuremberg scissors 6. As the F i g. 2 shows, the Nuremberg scissors in the embodiment are designed as a foldable frame. For this purpose, besides those in the middle, are connected to each other; Scissor members 20 to 27 lying in one plane, further scissor members 3 'to 37 also connected in the middle are present, which form a second Nuremberg scissors movable in a parallel plane. The two scissors are connected at the outer ends of the scissor links by cross bars 40 to 47 to form a foldable frame.

Die Scherenteile des klappbaren Rahmens bestehen nicht alte aua leitendem Material, z. B. Kupfer. Die Scherenglieder 21, 23, 25 und 27 der einen und die Scherenglieder 30, 32, 34 und 36 der anderen Schere sind aus mechanisch hochwertigem Isolierstoff hergestellt. Dadurch entstehen in dem klappbaren Rahmen zwei schraubenlinienförmig verlaufende Strompfade, die wie die Gewindegänge einer doppelgängigen Schraube ineinandergeschachtelt sind. Zu ihnen gehören die folgenden Stäbe 'des klappbaren Rahmens: 1. vom Anschluß 50 ausgehend: Stab 40, 20, 41, 33, 44, 24, 45, 37, Ausgangsklemme 51, und 2. bei 52 beginnend: Stab: 31, 42, 22; 43, 35,. 46,. 26, 47, Ausgangsklemme 53.The scissor parts of the foldable frame are not made of old aua conductive material, e.g. B. Copper. The scissors members 21, 23, 25 and 27 of the one and the scissor members 30, 32, 34 and 36 of the other scissors are made of mechanically high quality insulating material. This creates two helical current paths in the foldable frame, which are nested like the threads of a double screw. They include the following bars of the foldable frame: 1. starting from connection 50: bar 40, 20, 41, 33, 44, 24, 45, 37, output terminal 51, and 2. starting at 52: bar: 31, 42 , 22; 43, 35 ,. 46 ,. 26, 47, output terminal 53.

Die beiden schraubenlinienförmigen Strompfade können in den Stromkreis über den Schalter derart eingeschaltet sein, daß sie gleichsinnig vom Strom durchflossen werden. In diesem Fall würden die Stromkräfte die Schere zu öffnen versuchen,. so daß die Ausschaltbewegung der Kurbel 14 unterstützt wird. Bei anderen Schaltern kann es aber auch zweckmäßig sein, die Strompfade so anzuordnen, daß sie gegensinnig durchflossen werden.. In diesem Fall versucht sich die Schere zu schließen.The two helical current paths can be in the circuit be switched on via the switch in such a way that the current flows through them in the same direction will. In this case the current forces would try to open the scissors. so that the switch-off movement of the crank 14 is supported. At other switches but it can also be useful to arrange the current paths so that they run in opposite directions flow through .. In this case the scissors tries to close.

Die Strompfade können elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sein. Ferner ist es auch möglich, die Schere mit mehr als zwei ineinandergeschachtelten Strompfaden zu versehen.The current paths can be connected electrically in series or in parallel be. It is also possible to use more than two nested scissors To provide current paths.

Claims

Claims: 1. Electrical switch with a switch-off instant working pumping device for generating an extinguishing agent flow with the help of electrodynamic Forces of the current to be switched off, characterized in that the pumping device is operated by a pair of Nuremberg scissors, the limbs of which are partly to be switched off Electricity can flow through it.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that that two Nuremberg scissors are connected by cross bars to form a hinged frame through which the current to be switched off flows in a helical manner.

3. Electrical switch according to claim 2, characterized in that with the aid of Insulating material that is built into the frame, two offset, helical lines Current paths are formed in the manner of a double thread.

4. Electric Switch according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the Nuremberg scissors for the transmission of an external connection. Driving force is used on the pumping device.