DE1513541A1 - Einrichtung zur unmittelbaren Kontakttrennung bei grossen UEberstroemen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur unmittelbaren Kontakttrennung bei großen Überströmen Die Erfindung bezieht sich auf eine'Einrichtung zur unmittelbaren Kontakttrennung bei großen Überströmen, insbesondere bei Selbstschaltern unter Verwendung von mit einer Schaltwelle in Verbindung stehenden, mit einer Abrutschklinke in Einschaltstellung entgegen der Kontaktdruckkraft verriegelter Kontakthebel mit Mitteln zur Aufhebung der Verriegelung durch elektrodynamische und/oder elektromagnetische Kräfte, unabhängig von der Schgltwellenbewegunge Bei einer bekannten Anordnung ist der Kontakthebel an der Schaltwelle schwenkbar gelagert und zwischen beiden Teilen einer Totpunktfeder eingespannt. Der Kontakthebel bildet hier mit dem festen Gegenkontakt eine Stromschleife mit gegenläufigen Strompfadteilen. Beim Auftreten eines größeren Überstromes wird der schwenkbare Kontakthebel durch die zwischen diesem und dem festen Gegenkontakt auftretenden abstoßenden elektrodynamischen Kräfte entgegen der Kraft der Totpunktfeder in deren Übertotpunktlage verschwenkt, so daß der Kontakthebel durch die Totpunktfeder schlagartig von seinem Gegenkontakt abgerissen wird, noch bevor das mit elektromagnetischen Schnellauslösern und thermischen Überstromauslösern zusgmmenarbeitende Schaltschloß die Schaltwelle zur Auslösung bringt. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß bei solchen Überströmen, die kurzzeitig auftreten und/oder keine ausreichende Größe zum Aufreißen des Kontakthebels besitzen, der Kontaktdruck zurückgeht und unter Umständen Verschweißungen auftreten können. Bei einer weiterhin bekannten Anordnung der obengenannten Art wird der mit der Abrutschklinke selbst versehene Kontakthebel an Zwischenhebeln schwenkbar gelagert und beim Auftreten von Überströmen vom eigentlichen Hauptkontakt abgehoben, wobei sich der Kontakthebel um einen Zwischenkontakt dreht und auf ihm abwälzt und dann mit verstärktem Kontaktdruck gegen einen Abreißkontakt zu liegen kommt. Durch Bewegen des Zwischenhebels durch einen elektromagnetisch betätigten Anker wird der Kontakthebel von der Abrutschklinke abgehoben, so daß in diesem Augenblick erst die Beschleunigung der beweglichen Massen beginnt. Diese bekannte Anordnung ist relativ aufwendig gebaut. Weiterhin kann mit der hier erreichbaren Öffnungsgeschwindigkeit immer noch nicht allen Anforderungen entsprochen werden.
• Die Nachteile bei den bekannten Anordnungen werden beim Gegenstand der Erfindung auf besondere einfache Weise dadurch vermieden, daß der Kontakthebel in an sich bekannter Weise an der Schalttraverse schwenkbar gelagert ist und eine mit der Abrutschklinke versehene Zwischentraverse nach Auflösen der Verriegelung durch die Abrutschklinke und Durchlaufen eines Leerweges beschleunigt auf den Kontakthebel in dessen Öffnungsrichtung auftrifft. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der Kontaktdruck beim Auftreten größerer Überströme, auch für den Fall, daß der Kontakthebel mit dem festen Gegenkontakt eine Stromschleife mit gegenläufigen Strompfadteilen bildet, eine Schwächunk des Kontaktdruckes vermieden werden kann, denn durch die in die Klinkenaussparung eingreifende Abrutschklinke wird die Zwischentraverse und damit der Kontakthebel zunächst solange festgehalten, bis die Abrutschklinke von ihrer Klinkenaussparung schlagartig freigegeben wird. Der Weg der Abrutschklinke bis zur Entklinkung ist so kurz, daß hierdurch keinenachteilige Verzögerung des Schaltvorganges eintreten kann. Fertigungs- und mortagemäßig ist es vorteilhaft, wenn der Kontak-';,hebel mit Ue... Zwischentraverse eine gemeinsame Lagerstelle an der SchaltAraverse hat. Gemäß einer Weiierbildung der Erfindung ist dieser Anschlag z.B. als Exzenterscheibe einjustierbar ausgebildet, um den Leerweg festlegen zu können.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verschwenkung der Zwischentraverse'und des mit dem Abrutschklinkenarm versehenen Winkelhebels auf elektrodynamischen Wege bewirkt, weil hierdurch eine besonders schnelle Kontaktöffnung erzielbar ist. Hierbei,kann der eine Schenkel des Winkelhebels als gleichsinnig zum Kontakthebel durchflossener Strompfad '## ausgebildet sein, wobei der Entklinkungsvorgang des Abrutschklinkenarmes durch die zwischen dem Kontakthebel und dem Schenkel auftretenden anziehenden elektrodynam-ischen Kräfte bewirkt wird. Der erforderliche Kontaktdruck wird bei einer solchen Anordnung vorteilhaft dadurch erzielt, daß eine Kontaktdruckfeder zwischendem Schenkel und dem Kontakthebel eingeschaltet ist. Eine Verschwenkung des Schenkels wirkt somit zunächst kontaktdruckverstärkend bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Abrutschklinkenarm von der ihm zugeordneten, an der Schalttraverse befestigten Klinkenai3ssparung abrutscht.
• Eine andere Möglichkeit, eine elektrodynamische Schnellstauslösung zu erzielen, besteht darin, daß zwischen dem Kontakthebel und dem Schenkel ein an der Zwischentraverse befestigter Strompfad angeordnet ist, welcher bezüglich des Kontakthebels und dem Schenkel jeweils als gegenläufiger Strompfad derart wirkt, daß durch die abstoßenden elektrodynamischen Kräfte der Kontakthebel kontaktdruckvers-tärkend und der Schenkel in auslösendem Sinne verschwenkt wird. Bei einer solchen Anordnung fließt der Strom von dem flexiblen Stromband zunächst durch den Schenkel, dann in gegenläufiger Richtung durch den festen Strompfad zum einen Ende des Kontakthebels und schließlich durch den Kontakthebel zum festen Gegenkontakt, sodaß sich ein etwa S-förmiger Stromverlauf ergibt. Die Anordnung kann weiterhin auch so getroffen werden, daß der Abrutschklinkenarm, z.B. mit einer Rolle mit einer derart geformten, an der Schalttraverse befestigten Klinkenaussparung in Eingriff steht, daß zu Beginn der Klinkenbewegung die Zwischentraverse im Sinne einer Kontaktdruckverstärkung verschwei.Lkt wird und dann schlagartig unter Abreißen des Kontakthebels freigegeben wird. Dies gelingt z.B. dadurch, daß die Klinkenaussparung mit einer in Abrutschrichtung des Klinkenarmes schwach steigenden Nockenflanke versehen ist. Hierdurch wird eine zusätzliche kontaktdruckverstärkend wirkende Kraftkomponente gewonnen.
• Anhand der Zeichnung werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Erläuterung i - hrer Wirkungsweise sowie weiterer vorteilhafter Einzelheiten'beschrieben.

  Es zeigen in schematischer Darstellung zum Teil in Schnitt:

  Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kontakteinrichtung für eine Phasee

  bei welcher der Kontakthebel und der Schenkel zwei gleichsinnig

  duroliflossene Parallelstrompfade bilden und die Schnellsta#s-

  lösung demgemäß auf elektrodynamischem Wege erfolgt.

  Fig. 2 die für eine Phase dargestellte Kontakteinrichtung, bei der ebenfalls eine Schnelletauslösung auf elektrodynamsichem Weg erfolgt; jedoch bilden der Kontakthebel und der Schenkel bezüglich eines festen Strompfades an der Zwischentraverse jeweils einen gegenläufigen Strompfad, so daß zwischen den benachbarten Strompfaden abstoßende Kräfte auftreteng Fig. 3 ein weiteres Ausführungebeispiel für eine erfindungsgemäß ausgebildete Kontakteinrichtung, bei der die Schnelletauslösung durch elektromagnetische Kräfte hervorgerufen wird, die zwischen einem die Zwischentraverse und damit den Kontakthebel entklinkenden Klappanker und einem magnetischen, an der Traverse befestigten Umschlußteil auftreten, Fig. 4 ausachnittaweise eine vorteilhafte Ausbildung der Klinkenaussparung mit einer in Abrutechrichtung des Klinkenarmes leicht ansteigenden Nockenflanke.
• Gleiche Teile sindnit gleichen Bezugezeichen versehen.
• Bei der Schalteinrichtung nach Fig. 1 ist an dem gehäusefesten Schwenkpunkt 1 die Schalttraverse 24drehbar gelagert, die über den Kupplungsfortsatz 3 mit einem nicht dargestellten Schaltschloß in Verbindung steht. Die vom Schaltschloß auf die Schalttraverse 2 ausgeübten Kräfte sind durch den Pfeil 4 versinnbildlicht. Das Sohaltschloß-kann z.B. in an sich bekannter Weise als Kniehebelmechanismus mit Totpunktfeder ausgebildet sein und wird von elektromagnetischen Schnellauslösern und thermischen Überstromauslösern (nicht dargestellt) beaufschlagt. An der Lageretelle 5 ist an der Schalttraverse 2 die Zwischentraverse 6, die als plattenförmiges Metallteil ausgebildet sein kann, drehbar gelagert. An der Zwischentraverse 6 wiederum ist im Drehpunkt 7 der Winkelhebel 8 schwenkbar gelagert, der mit einem Abrutschklinkenarm 9 über eine Klinkenrolle 10 mit der Klinkenaussparung 11 in Eingriff steht und über dessen Schenkel 12 (Auslöseschenkel) ein zum Kontakthebel 13 paralleler Strompfad geführt ist. Die Stromzuführung zum Kontakthebel 13 bzw. Schenkel 12 erfolgt über ein flexibles Stromband 14, das sich an seinem Ende in zwei Äste 14a, 14b aufteilt. Am anderen Ende des Schenkels 12 erfolgt eine flexible Verbindung zum Kontakthebel 13 über das Strombandstück 15. Die Zwischentraverse 6 wird durch die sich an der Schalttraverse 2 abstützende Rückstellfeder 16 im Uhrzeigersinn beaufachlagt, damit wird gleichzeitig der Abrutschklinkenarm 9 gegen die Klinkenaussparung 11 gedreht. Zwischen dem Kontakthebel 13 und dem Schenkel 12 ist eine Kontaktdruckfeder 17 eingeschaltettwelche den Kontakthebel 13 gegen seinen festen Gegenkontakt 18 drückt, Die Lagerstelle 5 ist dem Kontakthebel 13 und der Zw ischentraverse 6 gemeinsam, die Kupplung-zwischen Kontakthebel und Zwischentraverse erfolgt über einen. Anschlag 19, der in l'ig. 1 als verstellbare Exzenterscheibe ausgebildet ist. Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung ergibt sich wie folgt:

  Tritt in der dargestellten Einschaltstellung ein geringerer

  Überstrom auf, so ist dieser nicht in der Lage, die durch

  Schenkel 12 und Kontakthebel 13 gebildeten parallelen Strom-

  pfade soweit aneinander zu nähern, daß eine Entklinkung erfolgt,

  vielmehr geschieht die Auslösung der Schalttraverse 2 durch

  die nicht dargestellten thermiachen Überstromau3löser oder

  gegebenenfalls durch die elektromagnetischen Schnellauslöser.

  Tritt ein größerer Überstrom auf, so wird der Schenkel 12 auf-

  grund der elektrodynamischen Anziehung zwischen den parallelen

  Strompfaden- im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß der Abrutsch-

  klinkenarm 9 mit der Klinkenrolle 10 in der Klinkenaussparung 11

  zunächst eir geringes StÜck unter Aui'rt,.ctlte«Y,haltung des Kontakt-

  druckes 'äuft und dann schlagartig von der Klinkenaus-

  .. L

  sparung 11 abrutscht. Hierdurch wird die Zwischentraverse 6

  freigegeben und von ihrer Rückstellfeder 16 um die Lagerstelle

  5 im Uhrzeigersinn verschwenkt und damit auch über den Anschlag

  19 der Kontakthebei 13, der auf diese Weise schlagartig von

  seinem. Gegenkontakt 18 abgerissen wird. Zu bemerken ist noch,

  daß zu Beginn der Klinkenbewegung die Kontaktdruckfeder l'-( von

  dem Schenkel 12 noch weiter ge apar14t wird, so daß sich im

  ersten Moment des Auslönevorganges eine Kontaktdruckveretärkung

  ergibt. Die Öffnung durch die Zwischentraverse 6 ist so groß, daß

  der Lichtbogen zwischen. dem abgehobenen Kontakthebel 13 und dem

  festen Gegenkontakt 18 zu laufen beginnen und zum Erlöschj,#a ge-

  bracht werden kAnn. Im weiteren Verlauf des Schaltvnj-,gailgt#-t,3 wird

  das durch die elektrem.-#tgnetischen

  2 in

  Of 1#, s U'? V 11 J.a dwi,

  b urd der,

  arm 9 werden wieder über die Klinkenrolle 10 in Eingriff mit der Klinkenaussparung 11 gebracht.
• Wird, wie in Fig. 4 dargestellt, die Klinkenaussparung 11 mit einer in Abrutschrichtung der Klinke schwach steigenden Nockenflanke lla versehE4 so ergibt sich eine zusätzliche Möglichkeit der Kontaktdruckverstärkung im ersten Moment des Auslösevorgarigs-.

  'Bei dem in Pig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer er-

  findungsgemäßen Schalteinrichtung ist zwischen dem Kontakthebel

  13 und dem Schenkel 12 ein an der Zwischentraverse 6 befestig-

  ter Strompfad 21 angeordnet, welcher bezüglich des Kontakthebels

  13 und des Schenkels 12 jeweils als gegen.]-äuf.,1,---..'r Strompfad

  derart wirkt, daß durch die abstoßenden slektrodynamischen Kräfte

  der Kontakthebel 13 kontaktdruckverstärkend uiid der Schenkel 12

  im auslösenden Sinne verschwenkt wird. Hierbei wirkt die Kon-

  taktdruckverstärkung wiederum im ersten Moment der Auslösebe-

  wegung, wenn der Abrutschklinkenarm 9 noch mit der Klinkenaus-

  sparung 11 in Eingriff steht. Der Strom nimmt seinen Weg über

  das flexible Stromband 14, deil Schenkel 12 mit flexiblem Strom-

  bandstück 15, den starren Strompfad 21 i'alt flexiblem Verbindungs-

  stück 15a zum Kontakthebel 13 und von diesem zum feiten. Gegen-

  kontakt 18. Abweichend von Fig. 1 ist ein ' e gesonderte Kontakt-

  druckfeder 17a zwischen d'em Strompfad 21 und dem Kontakthebel

  13 eingefügt, ferner eine Klinkenfeder 1'(4 welche den Schenkel

  12 im Eingriffsinn belastet und sich an der Zwischentraverse 6 abstützt. Abweichend von Fig. 1 ist ferner ein fester Anschlag lga an der Zwischentraverse 6 vorgesehen. Ferner wird der Winkelhebel S, d.h. der Schenkel 12 mit Abrutschklinkenarm 9 um den Drehpunkt 7 nicht im Uhrzeigersinn, sondern im Gegenzeigersinn beim Auftreten eines Überstromes verschwenkt. Im übrigen iot der Aufbau und die Wirkungsweise so, wie bei der Schalteinrichtung nach Fig. 1. Bei der Schalteinrichtung nach Fig. 3 ist der Schenkel 12 als Klappanker ausgebildet, der beim Auftreten eines wesentiiehen.Überstromes von einem an der Zwischentraverse 6 befestigten magnetischen Umschlußteil 22 angezogen wird. Das im Schnitt dargestellte Umschlußteil 22 ist z.B. U-förmig ausgebildet und umfaßt mit seinen beiden U-Schenkeln den Kontakthebel 13. Im übrigen entspricht der Aufbau demjenigen nach Fig. 1 und 2.
• Beim Auftreten eines größeren Überstromes wird demgemäß der Klappanker mit seinem Abrutschklinkenarm 9 im Uhrzeigersinn unter kurzzeitiger Spannungserhöhung der Kontaktdruckfeder 17 verschwenkt, daran anschließend wird die Klinkenrolle 10 von der Klinkenaussparung 11 freigegeben und die Zwischentraverse 6 kann sich mitsamt dem Kontakthebel 13 umd die Lagerstelle 5 im Uhrzeigersinn, d.h. in Ausschaltrichtung, bewegen. Der feste Gegenkontakt 18 kann, wie durch den Linienzug 181 angedeutet, auch als Stromschleife ausgebildet sein, welche mit ihrem Arm 181' bezüglich des Kontakthebels 13 einen gegenläufigen Strompfad bildet. In diesem Falle würden die zwischen dem Arm 18'' und dem Kontakthebel 13 beim Auftreten eines größeren Überstromes entstehenden abstoßenden elektrodynamischen Kräfte den Öffnungsvorgang noch beschleunigen, wobei durch die vorstehend erläuterten, im ersten Augenblick des Entklinkungsvorganges wirkenden Maßnahmen zur Kontaktdruckerhöhung eine nachteilige Schwächung durch die Kräfte zwischen 1811 und 13 kompensiert bzw. sogar überkompensiert werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche .l. Einrichtung zur unmittelbaren Kontakttrennung bei großen .Überströmen, insbesondere bei Selbstschaltern unter Verwendung von einem mit einer Schaltwelle in Verbindung stehenden, mit einer Abrutschklinke in Einschaltstellung entgegen der Kontaktdruckkraft verriegeltem Kontakthebel mit Mitteln zur Aufhebung der Verriegelung und Trennen der Kontakthebel von den Gegenkontakten durch elektrodynamische und/oder elektromagnetische Kräfte, unabhängig von der Schaltwellenbewegungt dadurch gekennzeichnetg daß der Kontakthebel (13) in an sich bekannter Weise an der Schalttraverse (2) schwenkbar gelagert ist und eine mit der Abrutschklinke (9) versehenelgegenüber der Schalttraverse (2) federbelastete Zwischentraverse (6) nach Auflösen der Verriegelung durch die Abrutschklinke (9) und Durchlaufen eines Leerweges beschleunigtauf den Kontakthebel (13) in dessen Öffnungsrichtung auftrifft.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (13) mit der Zwischentraverse (6) eine gemeinsame Lagerstelle (5) an der Schalttraverse (2) hat. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischentraverse (6) mit einem auf den Kontakthebel (13) auftreffenden Anschlag (19, 19a) versehen ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (19) einjustierbart z.B. als Exzenterscheibe, ausgebildet ist. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrutochklinke als schwenkbar an der Zwischentraverse (6) gelagerter Winkelhebel (8) ausgebildet iet» dessen einer Schenkel ein Abrutsohklinkenarm (9) ist und dessen anderer Sch enkel (18) (Auslöseschenkel) den gesamten Winkelhebel (8) beim Auftreten größerer Überströme durch elektrodynamisehe oder elektromagnetische Stromkräfte im Sinne einer Entklinkung durch den Abrutschklinkenarm (9) verschwenkt. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (12) als gleichsinnig-zum Kontakthebel (13) durchflossener Strompfad ausgebildet ist, wobei der Entklinkungsvorgang des Abrutschklinkenarmes (9) durch die zwischen dem Kontakthebel (13) und dem Schenkel (12) auftretenden anziehenden elektrodynamischen Kräfte bewirkt wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kontakthebel (13) und Schenkel (12) ein an der Zwischentraverse (6) befestigter Strompfad (21) angeordnet ist, welcher bezüglich des Kontakthebels (13) und des Schenkeln (12) jeweils als gegenläufiger Strompfad derart wirkt, daß durch die abstoßenden elektrodynamischen Kräfte der Kontakthebel (13) kontaktdruckverstärkend und der Schenkel (12) im auslösenden Sinne verschwenkt wird. 8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (12) als Klappanker gegenüber einem an der Zwischentraverse (6) befestigten magnetischen Umschlußteil (22)ausgebildet ist. 9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schenkel (12) und dem Kontakthebel (13) eine den Kontakthebel (13) kontaktdruckverstärkend verschwenkende Feder (17) (Kontaktdruckfeder) angeordnet ist. 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der v-,rg#_#annten Anaprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrutschklinkenarm (9), z.B. mit einer Klinkenrolle (10) mit einer derart geformten, an der Sohalttraverse (2) befestigten Klinkenauesparung (11)in Eingriff stehtg daß-zu Beginn der Klinkenbewegung die Zwischentraverse (6) im Sinne einer Kontaktdruckverstärkung verschwenkt und dann schlagartig unter Abreißen des Kontakthebels (13) freigegeben wird. 11.Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenaussparung (11) mit einer in Abrutschrichtung der Klinkenrolle (10) schwach steigenden Nockenflanke (11a) versehen ist.