DE2221632A1

DE2221632A1 - Electric switch

Info

Publication number: DE2221632A1
Application number: DE19722221632
Authority: DE
Inventors: Few Robert A; Bice Charles D; Senchur Frank W
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-05-10
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1972-11-16
Also published as: AU4199972A; AU474579B2; JPS5133313Y2; US3721790A; JPS4733847U

Description

Westinghouse . 28. April 1972Westinghouse. April 28, 1972

Electric CorporationElectric Corporation

Pittsburgh ' .Pittsburgh '.

• , Mein Zeichen: VPA 71/8364 Hae/Win•, My reference: VPA 71/8364 Hae / Win

Elektrischer Schalter · .Electrical switch ·.

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial-No. 141 686 vom 10.Mai 1971; beansprucht,For this application, the priority of the corresponding USA application Serial-No. 141,686 of May 10, 1971; claimed,

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische. Schalter, insbesondere Vakuumschalter, mit zwei voneinander trennbaren Schaltstücken, die in der Einschaltstellung mit der Kraft einer Feder gegeneinander gedrückt sind, und mit einer Schalterantriebsvorrichtung, die eine Antriebswelle und mindestens einen damit verbundenen, zumindest eines der Schaltstücke betätigenden He.bel enthält.The invention relates to electrical. Switches, in particular Vacuum switch, with two separable contact pieces, which in the switch-on position with the force a spring are pressed against each other, and with a switch drive device which has a drive shaft and contains at least one associated, at least one of the switching pieces actuating Le.bel.

Bei Schaltern dieser Art ist es oft erforderlich, die Kontaktkraft durch eine Feder aufzubringen. Die Kraft dieser Feder, einem Jeden Paar voneinander trennbarer Schaltstücke zugeordnet ist, ist so bemessen, daß die Kontakte in der Einschaltstellung unter einem vorbestimmten Druck gegeneinander gepreßt werden. Dieser Druck ist abhängig vom Zustand der Kontakte; er kann insbesondere bei Kontaktabbrand geringer werden. Eine diese unerwünschte Kontaktkraftverringerung zumindest annähernd beseitigende Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt, die einen Vakuumschalter mit einer zugehörigen Antriebsvorrichtung in bekannter Bauweise zeigt.With switches of this type it is often necessary to adjust the contact force to be applied by a spring. The force of this spring is assigned to each pair of separable contact pieces is dimensioned so that the contacts are in the on position are pressed against each other under a predetermined pressure. This pressure depends on the condition of contacts; it can be lower, in particular, when the contact is consumed. This undesirable reduction in contact force at least approximately eliminating device is shown in Fig. 1, the a vacuum switch with a shows associated drive device in a known design.

In Fig. 1 ist ein aus Isolierstoff bestehendes Vakuumschaltgefäß 21 in einem Schnitt schematisch dargestellt, das an seinen beiden Stirnseiten mit metallischen Platten 22 und 23 verbunden ist. Das Vakuumschaltgefäß 21 begrenzt gemeinsam mit den Platten 22 und 23 einen Raum 24, derIn Fig. 1, a vacuum switching vessel 21 made of insulating material is shown schematically in a section, which is connected to metallic plates 22 and 23 at both of its end faces. The vacuum switching vessel 21 is limited together with the plates 22 and 23 a space 24 which

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evakuiert ist. Im Innenraum 24 ist ein Schirm 25 konzentrisch fest angeordnet. Mit der.Platte 23 ist ein Schaltstück 26 starr verbunden, das zentrisch in den Raum 24 ragt. Dem Schaltstück 26 ist ein bewegliches Schaltstück 27 zugeordnet, dessen Antriebsstange 28 über eine elastische Durchführung 29 mit der Platte 22 verbunden ist und in den Außenraum hindurchgeführt wird.¹ is evacuated. In the interior 24, a screen 25 is fixedly arranged concentrically. A contact piece 26 is rigidly connected to the plate 23 and protrudes centrally into the space 24. The switching piece 26 is assigned a movable switching piece 27, the drive rod 28 of which is connected to the plate 22 via an elastic passage 29 and is passed through into the outside space. ¹

Das freie Ende der Antriebsstange 28 trägt eine Federanordnung 30, deren Gehäuse 31 elektrisch leitend mit dem Kontaktsystem des Vakuumschalters verbunden ist. Auf die Federanordnung 30 wirkt ein Antriebsgestänge 32 ein, das, sofern es in Pfeilrichtung 33 bewegt wird, den Schalter in die Einschaltstellung überführt. Über eine Antriebseinrichtung 34, mit der die Antriebsstange 32 in der Einschaltstellung verklinkt wird, kann .der Schalter nach Auslösung wieder in die Ausschaltstellung überführt werden.The free end of the drive rod 28 carries a spring arrangement 30, the housing 31 of which is electrically connected to the contact system of the vacuum switch. On the A drive rod 32 acts on the spring arrangement 30 which, if it is moved in the direction of arrow 33, switches the switch in the switch-on position transferred. Via a drive device 34, with which the drive rod 32 is in the switched-on position is latched, the switch can be returned to the off position after it has been triggered.

Die als Kraftspeicher wirkende Kontaktfedereinrichtung 30 erfordert wegen der notwendigen Isolationsstrecken zwischen dem beweglichen Kontakt 27 und der beispielsweise geerdeten Antriebsstange 35 eine große Bauhöhe und führt damit zu langgestreckten Antriebshebelgestängen. ^The acting as a force storage contact spring device 30 requires because of the necessary isolation distances between the movable contact 27 and the, for example, grounded drive rod 35 has a large overall height and thus leads to elongated Drive lever linkage. ^

Die Erfindung vermeidet die vorgenannten Schwierigkeiten. Sie geht von einer eingangs genannten Schalteraufbauform mit einer Schalterantriebsvorrichtung aus, die eine Antriebswelle und mindestens einen damit verbundenen, zumindest einen der Schaltstücke betätigenden Hebel enthält und besteht darin, daß der Hebel auf der Antriebswelle zwischen festen Anschlägen drehbar und über eine als Kontaktdruckfeder wirkende Drehfeder mit der Antriebswelle gekoppelt ist.The invention avoids the aforementioned difficulties. It is based on a switch design mentioned at the beginning with a switch drive device, which has a drive shaft and at least one connected thereto, at least contains one of the switching pieces actuating lever and consists in that the lever on the drive shaft rotatable between fixed stops and via a contact pressure spring acting torsion spring is coupled to the drive shaft.

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Durch Anwendung der Erfindung kann das Antriebshebelgestänge wegen Fehlen zwischengesetzter metallischer Teile auf die für die elektrische Isolation erforderliche Länge verringert werden, denn die Kontaktdruckfeder ist Teil der Antriebsvorrichtung. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Kontaktkraft auch bei Kontaktabbrand zumindest annähernd beibehalten wird.By applying the invention, the drive lever linkage due to the lack of interposed metallic parts on the The length required for electrical insulation can be reduced because the contact compression spring is part of the drive device. The arrangement is such that the contact force is at least approximately even when the contact is eroded is retained.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Schalters nach der Erfindung ist der Hebel mit einer Hülse verdrehungssteif verbunden, die auf der Antriebswelle drehgelagert und durch Widerlagerteile gegen Axialbewegung gesichert ist. Dabei kann das erste der Widerlagerteile von einer die Drehfeder führenden und mit der Antriebswelle starr verbundenen Muffe gebildet sein. Ferner kann das zweite Widerlagerteil von einem aus der Mantelfläche der Antriebswelle vorspringenden Zapfen gebildet sein.In a preferred embodiment of the electrical switch according to the invention, the lever is provided with a sleeve torsionally rigid connected, which are rotatably mounted on the drive shaft and is secured against axial movement by abutment parts. The first of the abutment parts of a sleeve leading to the torsion spring and rigidly connected to the drive shaft. Furthermore, the second abutment part be formed by a pin protruding from the outer surface of the drive shaft.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Zapfen gemeinsam mit Anschlagschultern einer in der Hülse vorgesehenen Ausnehmung die die Drehbewegung des Hebels begrenzenden Anschläge bildet. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die auf den Hebel einwirkenden festen Anschläge in besonders einfacher Weise hergestellt v/erden können. Die festen Anschläge stellen eine Kontakttrennung auch dann sicher, wenn beim vorhergehenden Einschaltvorgang unter Last die beiden voneinander trennbaren Schaltstücke verschweißt sind.An embodiment in which the Pin together with stop shoulders of a recess provided in the sleeve which limit the rotary movement of the lever Forms stops. The particular advantage of this embodiment is that the acting on the lever fixed stops can be produced in a particularly simple manner. The fixed stops represent a Contact separation is also safe if the two can be separated from each other during the previous switch-on process under load Contact pieces are welded.

Mit besonderem Vorteil läßt sich die Erfindung bei einem elektrischen Schalter mit mehreren Schalterpolen anwenden, bei der eine Mehrzahl voneinander trennbarer Schaltstücke und je zwei Schaltstücken zugeordneter Hebel vorhanden sind, die auf einer allen Hebeln gemeinsamen Antriebswelle gelagert sind.The invention can be used with particular advantage in an electrical switch with several switch poles, in which there are a plurality of separable contact pieces and levers assigned to two contact pieces each, which are mounted on a drive shaft common to all levers.

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Anhand der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines elektrischen Schalters nach der Erfindung beschrieben.Based on the drawing is an embodiment of an electrical Switch described according to the invention.

Die Fig. 2 zeigt e.inen elektrischen Schalter nach der Erfindung mit zwei Schalterpolen und einer zugehörigen Antriebsvorrichtung schematisch in einer Seitenansicht.Fig. 2 shows an electrical switch according to the invention with two switch poles and an associated drive device schematically in a side view.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Ein- und Ausschaltstellung des Schalters nach Fig. 2 in schematischen Seitengriffen zum Teil im Schnitt.3 and 4 show the on and off position of the switch according to FIG. 2 in schematic side handles for Part in cut.

Die Fig. 2 zeigt eine Antriebswelle 1, die mit einem Schalterantrieb, wie z.B. einem Motorantrieb, einem hydraulischen Antrieb oder einem Handantrieb verbunden ist. Die Antriebswelle ist drehbar gelagert und trägt eine Muffe 2, die mit der Antriebswelle 1 verdrehungssteif verbunden ist. Die Muffe 2 ist zur Führung einer Drehfeder 3, die als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet ist, bestimmt. Hierzu wird die Muffe 2 und die Antriebswelle· 1 von einem Stift 4 durchsetzt, der aus der Mantelfläche der Muffe 2 vorspringt und vom hakenförmig gebogenen freien Ende 3a der Drehfeder 3 umschlungen ist.Fig. 2 shows a drive shaft 1, which is equipped with a switch drive, such as a motor drive, a hydraulic drive or a manual drive. The drive shaft is rotatably mounted and carries a sleeve 2 which is connected to the drive shaft 1 in a torsionally rigid manner. the Sleeve 2 is intended to guide a torsion spring 3, which is designed as a cylindrical helical spring. For this purpose, the Sleeve 2 and the drive shaft 1 penetrated by a pin 4 which protrudes from the outer surface of the sleeve 2 and from the hook-shaped bent free end 3a of the torsion spring 3 wrapped around is.

Auf der Antriebswelle 1 ist eine Hülse 6 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert, die einen Hebel 7 trägt. Der Hebel 7 weist eine Ausnehmung 15 auf, in die das hakenartige freie Ende 3b der Drehfeder 3 eingreift. Die Hülse 6 ist durch die Muffe 2 einerseits und durch einen aus der Mantelfläche der Antriebswelle 1 vorspringenden Zapfen 17 andererseits gegen Axialverschiebung gesichert. Der Zapfen 17 bildet gemeinsam mit Anschlagschultern 19 eine Ausnehmung 5 in der Hülse 6 Anschläge, die die Drehbewegung des Hebels 7 begrenzen. A sleeve 6, which carries a lever 7, is rotatably but axially immovable on the drive shaft 1. The lever 7 has a recess 15 into which the hook-like free end 3b of the torsion spring 3 engages. The sleeve 6 is through the sleeve 2 on the one hand and by a pin 17 protruding from the outer surface of the drive shaft 1 on the other hand secured against axial displacement. The pin 17 forms together with stop shoulders 19 a recess 5 in the Sleeve 6 stops that limit the rotary movement of the lever 7.

Das freie Ende 7a des Hebels 7 ist über ein Drehlager 9 mit einer Antriebsstange 14 aus elektrisch isolierendem MaterialThe free end 7a of the lever 7 is via a pivot bearing 9 with a drive rod 14 made of electrically insulating material

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verbunden, die mit dem beweglichen Schaltstück 11 des elektrischen Schalters gekoppelt "ist. Zum beweglichen Schaltstück 11 führt eine Anschlußleitung L1 ein. Dem bewegliehen Schaltstück 11 ist ein feststehendes Schaltstück -12 zugeordnet, mit dem eine Leitung L2 verbunden ist.connected to the movable contact piece 11 of the electrical Switch coupled ". A connecting line L1 leads to the movable contact piece 11. The movable Switching piece 11 is assigned a fixed switching piece -12, to which a line L2 is connected.

Die beiden Schalterpole befinden sich in der aus Fig. 2 ersichtlichen Lage in der Einschaltstellung. Die beiden Schaltstücke 11 und 12 liegen unter einem Druck aneinander, der von der Drehfeder 3 aufgebracht wird. . ."The two switch poles are in the position shown in FIG. 2 in the switched-on position. The two Switching pieces 11 and 12 lie against one another under a pressure which is applied by the torsion spring 3. . . "

Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß der Hebel 7 und die Antriebsstange 14 in einer gestreckten Lage angeordnet sind, in der die Schaltstücke 11 und 12 geschlossen sind.From Fig. 3 it can be seen that the lever 7 and the drive rod 14 are arranged in an extended position in which the contact pieces 11 and 12 are closed.

Zur Überführung des Schalters in die Ausschaltstellung, d.h.· in eine aus Fig. 4 ersichtliche Stellung, wird die Antriebswelle 1 und damit über die Drehfeder 3 auch die Hülse 6 mit dem daran verdrehungssteif befestigten Hebel im Uhrzeigersinn verdreht. Sofern die Schaltstücke 11 und 12 durch einen vorhergehenden Einschaltvorgang unter Last verschweißt sind, gelangt der Zapfen 17 mit der Anschlagschulter 19 in Eingriff, so daß die Hülse 6 und damit der Hebel 7 mit der Antriebswelle 1 drehmomentenschlüssig verbunden ist. Die Kraft der Welle wird damit auf das bewegliche Schaltstück 11 übertragen, das vom feststehenden Schaltstück 12 zwangsweise getrennt wird.To transfer the switch to the switch-off position, i.e. in a position shown in FIG. 4, the drive shaft 1 and thus also the sleeve 6 via the torsion spring 3 twisted the lever attached to it in a torsion-resistant manner in a clockwise direction. If the contact pieces 11 and 12 by a prior switch-on process are welded under load, the pin 17 comes into engagement with the stop shoulder 19, so that the sleeve 6 and thus the lever 7 is connected to the drive shaft 1 in a torque-locking manner. The power the shaft is thus transmitted to the movable contact piece 11, which is forcibly separated from the stationary contact piece 12.

Der elektrische Schalter nach der Erfindung zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus. Die die Isolation bestimmende Antriebsstange 14 ist nicht von metallischen Teilen unterbrochen. Es ergibt sich ferner eine vorteilhafte Antriebsvorrichtung durch Anwendung der die Kontaktkraft bereitstellenden Drehfeder, die auf den auf der Antriebswelle drehbar ge-The electrical switch according to the invention is characterized by a compact design. The one that determines the isolation Drive rod 14 is not interrupted by metallic parts. There is also an advantageous drive device by using the torsion spring providing the contact force, which is rotatably mounted on the drive shaft

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lagerten Antriebshebel einwirkt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Kontakttrennung auch bei verschweißten Schaltstücken sichergestellt und die Kontaktkraft selbst bei Abbranderscheinungen der Schaltstücke beibehalten werden kann.stored drive lever acts, the arrangement is made so that the contact separation even when welded Switching pieces ensured and the contact force can be maintained even if the contact pieces are burned off can.

6 Patentansprüche6 claims

4 Figuren . ·4 figures. ·

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Claims

VPA 71/8364 - 7 claims

two separable contact pieces that are in the on position are pressed against each other with the force of a spring, and with a switch drive device that contains a drive shaft and at least one associated lever that actuates at least one of the contact pieces, characterized in that the lever (7) is rotatably mounted on the drive shaft (1) between fixed stops (19) and is coupled to the drive shaft (1) via a torsion spring (3) acting as a contact compression spring.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that that the lever (7) is torsionally rigidly connected to a sleeve (6) which is rotatable on the drive shaft (1) is stored and secured against axial movement by abutment parts (2.17).

3. Electrical switch according to claim 2, characterized in that the first of the abutment parts (2) of one the torsion spring (3) leading and rigidly connected to the drive shaft (1) sleeve is formed.

4. Electrical switch according to claim 2 and 3 »characterized in that that the second abutment part (17) protruding from one of the outer surface of the drive shaft (1) Pin is formed.

5. Electrical switch according to claims 1 to 4, thereby characterized in that the pin (17) together with stop shoulders (19) provided in the sleeve Recess (5) forms the stops which limit the rotary movement of the lever (7).

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6. Electrical switch according to claim 1 with several switch poles, characterized by a plurality of mutually separable contact pieces (11, 12) and ^ e two contact pieces (11,12) associated levers (7), which are mounted on a drive shaft (1) common to all levers (7).

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Received on tö <

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File number P 22 21 632.6

My sign; VPA 71/8364 ■ - Hae / Un

Claim 7

Electrical switch according to Claim 1 or one of the following claims, characterized in that the action exerted by the torsion spring effective contact force even with contact wear, approximately the same remain.

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