Elektrischer Schalter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen
Schalter mit auf Isolatoren schwenkbar angeordneten Kontaktarmen,welche in achsfluchtender,
einander zugekehrter Lage ihre Einschaltstellung einnehmen. Ein bekannter Schalter
der vorgenannten Gattung wird als Trennschalter, insbesondere für Freiluft-Schaltanlagen,
verwendet. Er besteht aus einer Kontaktvorrichtung, die mindestens zwei im wesentlichen
parallel zueinander angeordnete, als zweiarmige Hebel ausgebildete, durch Federwirkung
aufeinander zu bewegte starre Kontaktstangen aufweist und ferner eine senkrecht
zu der diese Kontaktstangen enthaltende Ebene verlaufende und zwischen die Kontaktstangen
einschiebbare Kontaktschiene, wobei die Kontaktstangen an den Enden von als Rohre
bzw. Hülsen ausgebildeten, auf Stützisolatoren schwenkbar angeordneten Kontaktarmen
schwenkbar gelagert sind. Die Federwirkung der Kontaktstangen wird hierbei durch
eine mit den im Rohr bzw. in der Hülee liegenden Enden der Kontaktstange verbundene
U-förmige Stahlfeder erzielt (DBP 1 054 139).
Der
bekannte Trennschalter hat den Nachteil, daß er infolge seiner Baugröße kaum für
Innenraum-Schaltanlagen infrage kommt. Er gehört in die Gruppe der sog. "Dreh-Trennschalter".
Bei diesen sind die Kontaktarme auf Stützisolatoren schwenkbar angeordnet. Bei geöffnetem
Schalter bilden die Kontaktarme mit der Trennstrecke und der Verbindungslinie zwischen
den Drehpunkten auf den beiden Stützisolatoren ein Trapez. Die Trapezhöhe bzw. die
Länge der Grundlinie ist ein Maß für die Baugröße des Schalters. Soll ein solcher
Dreh-Trennschalter gar in gekapselter Ausführung für Innenraum-Schaltanlagen verwendet
werden, so vergrößert sich durch die Kapselung die ohnehin schon-große Abmessung.
Ein wesentlicher Nachteil besteht noch dar--'L-i, daß die Schaltorgane des Schalters
nur dann überprüfbar sind, wenn der Schalter se!b3t istromlos ist. E#, sind auch
isolierstoffgekapselte elektrische Schaltgeräte bekannt, die aus zwei Festkontakten
bestehen, auf die eine U-fermige, in sich starre Kontaktbrücke aufgeschoben ist.
Die Stromunterbrechung erfolgt durch Abziehen der Schaltbrücke von den Festkontakten.
Infolge der U-förmigen Ausbildung der Kontaktbrücke entsteht eine Stromschleife,
an der bei hohen Strömen elektrodynamische Kräfte auftreten, die in Öffnungsrichtung
der Kontaktbrücke wirken. Die auftretenden Kräfte müssen durch form-und/oder kraftschlüssige
Verriegelungseinrichtungen aufgefangen werden, um ein ungewol.ILtes Öffnen der Kontakte
zu verhindern. Durch solche Maßnahmen werden aber der Bauaufwand und die Antriebskräfte
vergrößert. Die bekannten Geräte mit U-förmiger Kontaktbrücke ha ben den weiteren
Nachteil einer erheblichen Bautiefe.
Die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe be'steht darin, einen elektrischen Schalter zu schaffen, der gegenüber
den bekannten Dreh-Trennschaltern nicht nur isolierstoffgekapselt, sondern auch
kleiner und damit für Innenraum-Anlagen geeignet ist. Ferner soll eine Überprüfung
eines Teiles der Schalt- bzw. Kontaktorgane möglich sein, ohne den Schalter stromlos
zu machen. Die gestellte Aufgabe wird bei einem Schalter der eingangs genannten
Gattung dadurch gelöst, daß den Kontaktarmen eine Steckkontaktbrücke zugeordnet
ist, deren Kontaktglieder zirkelförmig durch eine Achse oder zwei Achsen gelenkig
zusammengefaßt sind. Die Kontaktglieder können aus Rohren bestehen, in denen axial
bewegliche, durch Federn belastete Kontaktstifte angeordnet sind" die sich in Nachfolgestifte
aus gasabgebendem, lichtbogenlöschendem Material fortsetzen. Zweckmäßig tragen die
Kontaktarme Tulpenkontakte, welche gasabgebende Löschrohre aufweisen, durch deren
Wände Kontaktfinger für die Kontaktstifte hindurchgreifen. Es ist ferner zweckmäßig,
daß der Nachfolgestift und das Löschrohr der einen Schaltstrecke aus einem anderen
gasabgebenden Material gefertigt sind als der Nachfolgestift und das Löschrohr der
anderen Schaltstrecke. Um aie beiden Schaltstrecken zu verschiedenen Zeiten betätigen
zu können, können die Kontaktarme und/oder die Kontaktglieder ungleich lang ausgeführt
sein.
FUr die-Betätigung der Steckkontaktbrücke kann auf einem sie umgebenden
Isolierkörper ein Nocken angeordnet sein, der im Zusammenwirken mit einer entsprechend
ausgebildeten
Isolierätoffkapselung der Kontaktarme die'Schwenkbewegung derselben inihre achsfluchtende
Lage einleitet und unterstützt. Die Isol:#erstoffteile sind so beschaffen, daß sie
sich in der Einschaltlage des Schalters allseitig überlappen, Die erfindungsgemäße
Konstruktion hat den Vorteil, daß das dem Schalter eigene Kniehebelprinzip beim
Einschalten unmittelbar vor Erreichen der gestreckten Lage eine außerordentlich
hohe Kontaktkraft bewirkt. Umgekehrt bestehen beim Ausschalten große Kräfte für
eine Kontakttrennung. Gegenüber Schaltern mit U-förmiger Kontaktbrücke sind nur
geringe Antriebskräfte erforderlich, Verriegelungen können ganz entfallen. Es lassen
sich außerdem auch bei geringen Antriebskräften hohe Ein- und Ausschaltgeschwindigkeiten
erzielen. Gegenüber dem bekannten Dreh-Trennschalter hat der erfindungsgemäße Schalter
den Vorteil, daß er sowohl im ein- als auch im ausgeschalteten Zustand sehr'geringe
Abmessungen aufweist. Auch bei dem erfindungsgemäßen Schalter bildet die Trennstrecke
mit den ausgeschwenkten-Armen und der Verbindungslinie zwischen den Drehpunktennin
den beiden Stützisolatoren ein Trapez. Da ein Teil der Länge der Kontaktarme zugunsten
der Kontaktglieder fehlt, ist die Höhe des Trapezes gegenüber dem bekannten Schalter
geringer. Bei gleicher Trennstrecke kann der Abstand zwischen den Stützisolatoren
gegenüber dem bekannten Schalter verringert werden, so daß auch in dieser Ausdehnung
eine Verkleinerung des Schalters eintritt, obwohl er isolierstoffgekapselt ist.
Zum Überprüfen der Kontaktglieder ist es nicht erforderlich, den Schalter stromlos
zu machen, da die Kontaktbrücke aus den Kontaktarmen herausgezogen werden kann.
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schalters besteht darin,-daß eine Steckkontaktbrückefür
mehrere Schalter verwendet werden kann. Die Steckkontaktbrücke kann wahlweise in
denjenigen Schalter eingesteckt werden, der zur Schaltung gewünscht wird" während
die übrigen Schalter ein-oder ausgeschaltet bleiben sollen. Der Gegenstand der Erfindung
ist in der Zeichnung beispielsweise und rein schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch den eingeschalteten Schalter, Fig. 2 einen Schnitt
durch den ausgeschalteten Schalter, Fig. 3 schematische Darstellungen verschiebis
6 dener Ausführungsformen. Der in Fig. 1 in geschlossener Schaltstellung
dargestellte isolierstoffgekapselte Schalter ist als Lasttrennschalter ausgebildet
und besitzt zwei in Reihe liegende Lastschaltstellen pro Pol. Mit 1
ist
die geerdete Basis und mit 2 und 3 sind die Stützisolatoren bezeichnet..
Der Stützisolator 2 trägt außer einem ortsfesten Gelenkzapfen 6 noch eine
Sammelschiene 21. Die elektrische Verbindung zwischen Gelenk und Sammelschiene erfolgt
mittels einer gestrichelt wiedergegebenen Anschlußschiene 22. Sämtliche vorgenannten
Teile sind mit einer Isolierstoffhülle 8 umgeben, die mit dem Stützer 2 aus
einem Stück, vorzugsweise aus Gießharz, besteht. Der Gelenkzapfen 6 und eine
um ihn schwenkbare Kontakttulpe 23 sind von einer Isolierstoffhülle 24 umgeben.
Die andere Seite des Schalters ist bezüglich der Ausbildung des Stützers
3, des ortsfesten Gelenkzapfens 7, der Kontakttulpe 25 und
der Isolierstoffumhüllung 26 nahezu symmetrisch zur gegenüberliegenden Seite
ausgebildet, mit der Ausnahme, daß
der Stützer 3 keine
Sammelschiene, sondern einen Kabelabgang enthält, der jedoch in der Abbildung
nicht wiedergegeben ist. Die bewegliche Kontaktbrücke besteht im vorliegenden Fall
aaußer aus den Kontakttulpen aus deren rohrförmigen Gegenkontakten 27 und
28, die über ein ortsveränderliches Gelenk 29 elektrisch miteinander
verbunden sind. Der Gelenk-zapfen 2-9 ist in einer zusätzlichen Isolierstoffmanschette
30 gelagert.die eine Öse 31
besitzt. Die Teile 27 bis
31 stellen eine einheitliche Bauart dar, die nicht nur mittels einer an der
Öse 31 angreifenden Antriebsstange in die gezeichnete Trennstellung gebracht,
sondern mittels einer besonderen Schaltvorrichtung von Hand, gegebenenfalls für
jeden Pol getrennt, herausgenommen werden kann. Ferner sind Federn 19, 20,
32 und 33
vorhandeng die das Bestreben haben, den Schalter in der Lage
nach Fig. 2 zu halten, jedoch nicht im Sinne von Ausschaltfedern arbeiten. Die Kontakttulpen
23 und 25 sind ebenso wie ihre Gegenkontakte 27 und
28 hohl ausgebildet und enthalten eine nur zur Lastschaltung bestimmte Momentschaltvorrichtung.
Den Dauerstrom führen die Kontakte 27 und 28.
Um den Schalter in die
Ausschaltstellung nach Fig.2 zu bringen, wird eine Zugkraft.auf die Öse 31'und die
Isolierstoffmanschette 30 mit dem Gelenkzapfen 29 übertragen. Hierdurch
knickt die Kontaktbrücke nach rechts aus.*Die Rohrkontakte 27 und
28 trennen sich zuerst von den Kontakttulpen 23 und 2,5. Der Abschaltvorgang
läuft bei beiden Schaltstellen völlig gleichartig ab, so daß hier nur auf das eine
Kontaktpaar 25/27 Bezug genommen werden soll. Der zunächst von der Kontakttulpe
25 zum Rohrkontakt 27
fließende Dauerstrom wird von dem in Längsrichtung
gegen
die Kraft einer Schnappfeder 34 verschieblichen Kontaktstift 35 übernommen.
Letzterer steht zunächst noch im Eingriff mit Kontaktfingern 36. Der Kontaktstift
35 trägt einen Nachfolgestift 37 aus vorzugswäise, unter dem Einfluß
des Lichtbogens, gasabgebendem 1--laterial. Er ist an seinem Ende mit einer Eindrehung
38 versehen. Die Eindrehung 38 wird zunächst noch, wie aus Fig.
1 ersichtlich, von einer Federrastung 39
festgehalten, bis der Kontaktstift
35 von dem Rohrk.ontakt 27 über einen Anschlag zwangsläufig mitgenommen
wird. In diesem Augenblick entlädt sich die Feder 34 schlagartig, der Kontaktstift
35
folgt dem Rohrkontakt 27 nach und trennt sich dabei von den Kontaktfingern
36, wobei ein Lichtbogen entsteht. Der Lichtbogen wird zwischen einem ebenfalls
aus gasabgebendem Isolierstoff-bestehen-.den Löschrohr 40 und dem Nachfolgestift
37 eingeengt, gekühlt und gelöscht. Die Zweifachunterbrechung des Schalters
nach Fig. 1 und 2 hat den Vorteil, daß der Spannungsabstand zur elektrischen
Verfestigung der Schalts-t#recken schneller erreicht wird bzw. daß umgekehrt hierfür
ein geringerer Hub not-viendig ist als bei bekannten Schaltern. Fernerkann der bewegliche
Kontaktbrückenteil zum Zwecke der Inspektion in einfachster Weise abgenommen werden.
Außerdem kam er als Lastschaltelement besonders vorteilhaft für-mehrere Schalterpole
eingesetzt werden. Es ist natürlich auch möglich, anstelle einer symmetrischen Ausbildung
und gleichzeitiger Betätigung beider in Reihe liegenden Schaltstellen unterschiedliche
Schaltstellen vorzusehen. So könnte beispielsweise die eine Schaltstelle für hohe
ohm'sche Ströme, die andere für schwache, aber induktive Ströme ausgelegt werden,
wobei
die zeitliche Reihenfolge der Unterbrechungen so gesteuert wird, daß jeweils nur
die hierfür geeignete Schaltstelle den Strom unterbricht. Die Fig. 3 bis
6 zeigen schematisch, daß der Erfindungsgedanke in mannigfachen Ausführungsformen
seinen Niederschlag finden kann. Fig. 3
beschreibt eine Ausführung, bei der
die Kontakttrennung nur aufgrund eines axialen Auseinanderziehens der Kontaktpaare
41 und 42 im Inneren der Isolierstoffkapselung 43 und 44 erfolgt, die sich im eingeschalteten
Zustand bei 45 überlappt.