DE2530161A1 - Schnellschaltvorrichtung eines elektrischen kontaktes - Google Patents
Schnellschaltvorrichtung eines elektrischen kontaktesInfo
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Description
Firma MERLIN GSRIN, Grenoble (Frankreich) SCHNELLSCHALTVORRICHTUNG EINES ELEKTRISCHEN KONTAKTES.
Die Erfindung betrifft eine Schnellschaltvorrichtung eines beweglichen
elektrischen Kontaktes für einen strombegrenzenden Selbstschalter mit einem einen Stromzuführungsleiter umgebenden
Magnetkreis und einer leitenden, in einem Luftspalt des Magnetkreises liegenden, mit dem beweglichen Kontakt verbundenen Zunge.
Die deutsche Offenlegungsschrift Nr. 2.326.117 beschreibt eine
Schnellschaltvorrichtung dieser Art zum Schnellöffnen einer parallel zur Stromrichtung laufenden Kontaktbrücke. Diese bekannte
Ausführung, für strombegrenzende Selbstschalter kleiner Leistung bestimmt, ist nicht für Hochleistungsschalter von beispielsweise
einigen tausend Amperes geeignet, da das Gewicht der der Strombelastung
angepassten Kontaktbrücke für eine Schnellschaltung zu gross wird.
Ziel der Erfindung ist es, eine Schnellschaltvorrichtung zur Abschaltung grösserer Ströme zu schaffen, wobei die Vorteile
der bekannten Vorrichtung nicht verloren gehen.
Die Schnellschaltvorrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass zwei mit einem stabförmigen beweglichen Kontakt zusammenwirkende feste Kontakte zwei in den Halbflächen
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eines Dieders liegende Kontaktflächen aufweisen, deren Längsachsen
parallel zum Kontaktstab laufen und die in der Schliessstellung des Schalters durch den Kontaktstab elektrisch verbunden
sind.
Der stabförmige bewegliche Kontakt ist sehr leicht, obwohl er für eine hohe Strombelastung geeignet ist. Er kann zur besseren
Kontaktgebung in mehrere Abschnitte oder Rollen unterteilt und mit einer schmalen Zunge verbunden sein.
Der Magnetkreis weist einen parallel zum Kontaktstab liegenden Luftspalt auf, und die Strombahn der in der Zunge induzierten
Ströme ist parallel zur KontaktStabrichtung. Die induzierten
Ströme schliessen sich in dem Kontaktstab und diese Ströme fliessen dann senkrecht zum Hauptstrom in dem Kontaktstab oder
in einer vom Kontaktstab unabhängigen aber parallelen Schliessbrücke,
wenn eine Mischung zwischen Hauptstrom und induzierten Strömen vermieden werden soll.
Gemäss einer anderen Ausführungsform umgibt der rohrförmige
Magnetkreis die Kontakte des Schalters und der Luftspalt mit der Zunge liegt senkrecht zum Kontaktstab. Die Zunge gehört zu
einer Kuraschlusswindung, deren übriger Teil ausserhalb des
Luftspaltes liegt, in geschlossener Lage des Schalters.
Die Abstosskraft der Zunge und des damit gekuppelten Kontaktstabes
kann ebenfalls durch Verstärkung des Magnetfeldes im Luftspalt vergrössert werden, beispielsweise durch eine beson-
dere Anordnung und/oder Gestaltung des Magnetkreises und der
StromzufUhrungsleiter der festen Kontakte, so dass der Magnetkreis
die beiden Leiter umschlingt und die Magnetfelder summiert. Die Schnellöffnung des Schalters wird somit bewahrt oder
verbessert ohne nennenswerte Zunahme der Herstellungskosten oder der Abmessungen.
AusfUhrungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichungen beispielsweise beschrieben . Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 3 einer
Schaltvorrichtung gemäss der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Schaltvorrichtung gemäss
Fig. 1,
Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer AusfUhrungsvariante,
Fig. 5 eine schematische Vorderansicht im Schnitt einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Vorderansicht im Schnitt eines 8-förmigen Magnetkreises gemäss einer AusfUhrungsvariante,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7,
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Pig. 9 und 10 beziehungsweise in Vorderansicht und im Schnitt
entlang der Linie X-X eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren 1 bis 3 bilden zwei rechteckige, längliche Kontaktflächen
14, 16 feste Kontakte (10, 12), die in den Halbflächen
eines Dieders enthalten sind und deren Achse parallel zur Längsachse der Kontaktflächen 14, 16 liegt. Ein rundstabförmiger,
beweglicher Kontakt 18, dessen Querschnitt dem Abstand der Kontaktflächen 14, 16 entspricht, bildet eine Kontaktbrücke,
und der Schalter, insbesondere ein Begrenzungsselbstschalter, wird durch Verschieben des Stabkontaktes 18 in der
Halbierungsfläche des Dieders gesteuert. Die festen Kontakte 10, 12 sind mit Stroaszufüfarungsleitern 20, 22 verbunden und ein
ringförmiger Magnetkreis 24 umsehliesst die Leiter 20, 22. Zwei
durch einen in der Halbierungsfläche des Dieders liegenden Luftspalt
30 getrennte Halbstäbe 26, 28 bilden eine Abzweigung des Magnetkreises 24. Der Kontaktstab 18 verlängert sich an seiner
Unterseite oder ist mit einer zungenförmigen Platte 32 verbunden.
Die Zunge 32 liegt in der Arbeitsebene des Kontaktstabes 18 und dringt in geschlossener1 Lage der Kontakte In den Luftspalt
30 ein. Die Zunge 32 und der Kontaktstab 18, die den beweglichen Teil des Schalters bilden, sind sehr leicht und können
sehr schnell in der Öffnungsstellung bewegt werden. Die Kontaktfläche und der Querschnitt des Kontaktstabes 18 genügen
zum Leiten hoher Stromstärken, zum Beispiel von einigen tausend Amperes.
In der in Pig. 4 gezeigten Aus führungs form bildet die Zunge 32
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mit einer Schliessbrücke I9 einen den Kontaktstab l8 umschliessenden
oder einen mit dem Kontaktstab 18 verbundenen Käfig, der von dem Hauptstrom nicht durchflossen wird.
Die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung arbeitet in der selben Weise wie die des genannten Patentes. Bei einer Veränderung des
die Leiter 20, 22 durchfliessenden Stromes, zum Beispiel bei einem Kurzschluss-Strom, wird durch die Steigerung des Magnetflusses
im Luftspalt 30 ein Strom in der Zunge 32 induziert,
der sich in dem Kontaktstab oder in der Schliessbrücke I9 schliesst. Die Richtungen des Stromes und des Magnetfeldes sind
in den Figuren durch Pfeile angegeben. Der Einfluss des Magnetfeldes im Luftspalt 30 auf die in der Zunge 32 induzierten Ströme
bewirkt ein Abstossen des beweglichen Teiles 32, l8 und eine Öffnung des Schalters. Die induzierten Ströme schliessen sich
in der Schliessbrücke I9 oder in dem Stab l8, in welchem sich
die Stromlinien senkrecht zur Hauptstrombahn erstrecken.
Das geringe Gewicht des beweglichen Teiles 18, 32 und die grosse elektrodynamische Abstossungskraft bei einem Kurzschluss bewirken
ein Schnellöffnen des Schalters, der als strombegrenzender Hochleistungsschalter arbeitet. Der Schalter kann natürlich mit
Haupt- und Hilfskontakten ausgerüstet sein.
Eine andere Ausführungsform mit vereinfachtem Magnetkreis ist
in den Figuren 5 un£3 6 dargestellt, wobei die selben Bezugszeichen
übereinstimmende oder entsprechende Elemente bezeichnen. Der rohrförmige gespaltete Magnetkreis 48 umringt die festen
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10, 12 und beweglichen l8 Kontakte mit genügend Spiel zur freien Bewegung des stabförmigen beweglichen Kontaktes 18. Im
Luftspalt 50 des Magnetkreises 48 erstreckt sich eine mit dem
Kontakt 18 durch eine Stange 56 verbundene Zunge 52, die mit
einem ausserhalb des Luftspaltes liegenden Leiter eine rechteckförmige Kurzschlussringwicklung 54 bildet. In der gezeigten
geschlossenen Lage des Schalters werden durch einen wechselnden magnetischen Kraftfluss im Luftspalt 50 Ströme in der im
Luftspalt liegenden Zunge 52 induziert, die sich ausserhalb des
LuftSpaltes in der Kurzschlusswicklung 54 schliessen. Die bewirkte
Abstosskraft wird dem Kontaktstab l8 übertragen. Die erwähnte Anordnung der Zunge 52 in einer dem Kontaktstab l8 senkrechten
Ebene vereinfacht die Formgebung des Magnetkreises 48.
Die Schnellöffnung des Schalters wird durch das Vermindern des Gewichtes des beweglichen Teiles und/oder das Verstärken des
Magnetflusses im Luftspalt bewirkt, zum Beispiel durch eine Erregerwicklung oder besondere Formgebungen der Stromleiter 20,
22, wovon zwei Ausführungsformen in den Figuren 7, 8 und 9, 10 dargestellt sind.
Die Figuren 7 und 8 zeigen feste und bewegliche Kontakte 10, 12; 18 der in den Figuren 1-4 dargestellten Art und die den
Luftspalt 30 bildenden Halbstäbe 26, 28 gehören einem 8-förmigen
Magnetkreis 58, dessen jede Schleife einen Stromleiter 20, 22 umschlingt, so dass das Magnetfeld im Luftspalt 30 verdoppelt
wird.
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Figuren 9 und 10 zeigen einen Schalter mit einem gespalteten
rohrförmigen Magnetkreis 48 und einer Zunge 32 mit einer SchliessbrUcke I9, die natürlich käfigförmig gemäss Fig. 4 oder
ringförmig gemäss Fig. 5* 6 ausgebildet sein kann. Der Kontaktstab
18 ist mit der in einer senkrechten Ebene liegenden Zunge 32 mittels eines Bügels 60 verbunden. Die den Kontakten 10, 12
stromzuführenden Leiter 44, 46 durchdringen den Magnetkreis 48 und es ist leicht zu sehen, dass diese Leiter im Magnetkreis
durch Ströme von gleicher Richtung durchflossen werden und den Magnetfluss im Luftspalt verdoppeln.
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Claims (8)
1) ßchnellschaltvorrichtung eines beweglichen, elektrischen
Kontaktes für einen strombegrenzenden Selbstschalter mit einem einen Stromzuführungsleiter umgebenden Magnetkreis und einer
leitenden, in einem Luftspalt des Magnetkreises liegenden, mit dem beweglichen Kontakt verbundenen Zunge, dadurch
gekennze lehnet, dass zwei mit einem stabförmigen beweglichen Kontakt (18) zusammenwirkende feste Kontakte (10,12)
zwei in den Halbi'läehen eines Dieders liegende Kontaktflächen
(14, 16) aufweisen, deren Längsachsen parallel zum Kontaktstab (l8) laufen und die in der Schliesstellung des Schalters durch
den Kontaktstab elektrisch verbunden sind.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Magnetkreis (24, 26, 28; 58) einen parallel zum Kontaktstab (18) liegenden Luftspalt (30) aufweist,
wobei die induzierten Ströme sich in dem Kontaktstab (l8) oder in der Schliessbrücke (19) in einer Richtung senkrecht zur
Hauptstrombahn sohllessen.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Magnetkreis (24, 26, 28; 58) die beiden StromzufUhrungsleiter (20, 22) an<
den Kontakten (10, 12) umschliesst, um die Feldstärke im Luftspalt (30) zu vergrbssern.
4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der rohrförmige, gespaltete Magnetkreis (48) durch die beiden von dem Strom in derselben Richtung durch-
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flossenen Leiter (20, 22) durchdrungen ist.
5) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zunge (52) eine Seite einer Kurzschlusswicklung (54) bildet, deren andere Seite ausserhalb des
Luftspaltes und des Magnetkreises liegt.
6) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (52) sich senkrecht zum Kontaktstab
(18) im Luftspalt (30) des Magnetkreises in Schliessstellung des Schalters erstreckt.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die festen Kontakte (10, 12) und der Kontaktstab (18) von dem gespalteten, rohrförmigen Magnetkreis (48)
umgeben sind und eine den Magnetkreis erregende Strombahn bilden.
8) Vorrichtung nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Magnetkreis (58) 8-förmig ausgebildet ist, wobei jede Schleife einen Stromzuführungsleiter (20, 22)
umschlingt.
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