DE2648469C3

DE2648469C3 - Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte

Info

Publication number: DE2648469C3
Application number: DE2648469A
Authority: DE
Inventors: Svjatoslav Semenovic Donezk Nedosekov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1983-11-03
Also published as: GB1557683A; FR2371760B1; DE2648469B2; DE2648469A1; FR2371760A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Ein derartiges Kontaktsystem ist aus der DE-PS 10 87 678 bekannt.

Ein zusätzlicher Schließweg bzw. Öffnungsweg tritt bei diesen Kontaktsystemen durch eine Abfederung des festen Kontaktstückes auf. Bei Niederspannungsgeräten beträgt dieser zusätzliche Schließweg gewöhnlich 2,5 bis mm.

Beim Abschalten, d. h. bei der Trennung des beweglichen von dem festen Kontaktstück, müssen das bewegliche Kontaktstück sowie alle mit ihm verbundenen beweglichen Teile des Gerätes erst eine gewisse Strecke zurücklegen, ehe die Trennung der Kontaktstücke beginnen kann, da das federbelastete Kontaktstück unter der Wirkung seiner Abfederung dem beweglichen Kontaktstück auf der Trennstrecke folgen wird, wobei es jedoch während dieser ganzen Zeit mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden bleibt. Somit gehört die Zeil, die für die genannte Vorverschiebung der beweglichen Teile und Kontaktstücke erforderlich ist, zu der Ansprechzeit des Gerätes und vergrößert diese. Man sieht sich also bei einer vorteilhaften Verkürzung der Ansprechzeit gezwungen, diese Größe bei Schnellschaltgeräten möglichst klein zu halten, indem man sie bis auf 1,5 bis 1 mm oder sogar auf 0,5 mm reduziert. Bei einer so geringen Vorverschiebung soll die Herstellungsgenauigkeit der mit den beweglichen Kontaktstücken verbundenen Teile jedoch groß sein. Bei mehrpoligen, z. B. dreipoligen (dreiphasigen) Gerä

ten ist es nicht möglich, Schließung und Trennung der einzelnen Kontaktstücke genau zu gleicher Zeit zu erreichen. Deshalb gelingt es hier in der Regel nicht, die Vorverschiebung wesentlich zu verkleinern.

Bei einer kurzen Vorverschiebung hat man mit einem weiteren Problem zu tun, und zwar mit der Störung der Konstanz der Anprechzeit wegen der Bildung eines Metallbelags durch die Einwirkung eines elektrischen Bogens zwischen den Kon'aktslücken. was zur Vergrößerung der Vorverschiebung, d. h. zur Verlängerung der Ansprechzeit führt

Zum Zurücklegen der ersten ein bis zwei Millimeter des Öffnungsweges wird ein bedeutender Teil der Zeit der Gesamtzeit verbraucht, die zum Abschalten nötig Diese 1 bis 2 mm der Strecke fallen auf die Vorverschiebung.

Bei dem aus der eingangs genannten DE-PS 10 87 678 bekannten Kontaktsystem beschränkt ein Anschlag an dem die Entklinkung und Öffnung des Schaltgerätes bewirkenden Betätigungsglied eine sofortige lineare Föigebewegung der ortsfesten, abgefederten Kontakt-Stücke in Öffnungsrichtung, bevor die beweglichen Kontaktstücke linear verschoben werden.

Die bekannte Einrichtung, die bei Schaltgeräten mit linear verschiebbaren Kontaktstücken verwendbar ist, weist kritische Verschleißbereiche an dem Betätigungsglied auf; die lineare Verschiebung der Kontaktstücke verlängert die Ansprechzeit des Schaltgerätes: infolge des durch den Betrieb bedingten Verschleißes muß sich die Ansprechzeit mit der Betriebsdauer verlängern.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 beschriebenen Gattung für Schnellschaltgeräte zu schaffen, bei dem die Ansprechzeit kurz und während der Betriebsdauer konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 gelöst

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 2 sind Gegenstände der Ansprüche 3 und 4.

Nachstehend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 schematisch das Kontaktsystem mit einem Verlangsamungselement in Form eines Zylinders mit Kolben.

F i g. 2 das Kontaktsystem mit einem Verlangsamungselement in Form eines Trägheitsgewichtes.

Fi g. 3 das Kontaktsystem wie in Fig. 2. jedoch mit einem Trägheitsgewicht, das zugleich als Lichtbogenhorn dient,

Fig.4 das Kontaktsystem mit einem Kontaktstück, das mit dem Trägheitsgewicht als Ganzes in Form eines Trägheits- und stromleitenden Teiles ausgeführt ist.

F i g. 5 das Schema eines Brückenkontaktsystems mit einer mehrfachen (insbesondere zweifachen) Stromkreisunterbrechung und mit einem Verlangsamungselement in Form eines Trägheitsgewichtes,

F i g. 6, 7, 8 das Kontaktsystem nach F i g. 1 beim Abschaltvorgang,

Fig. 9, 10, 11 das Kontaktsystem nach F i g. 3 beim Abschaltvorgang,

Fig. 12 ein Diagramm, welches die Arbeitsweise des Kontaktsystems veranschaulicht.

Das Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte enthält ein bewegliches Kontaktstück 1 (Fig. 1) und ein mittels

Feder 2 belastetes festes Kontaktstück 3. Das federbelastet feste Kontaktstück 3 besitzt ein Element 4 zur Verlangsamung seiner Bewegung bei Trennung des beweglichen Kontaktstückes 1 von dem federbelasteten festen Kontaktstück 3.

Das Element 4 zur Verlangsamung der Bewegung des federbelasteten festen Koniaktstückes 3 ist bei einer Ausführungsvariante als Zylinder 5 mit einem darin untergebrachten Kolben 6 ausgebildet, dessen Stange 7 mit dem federbelasteten festen Kontaktstück 3 kinema- ι ο tisch verbunden ist Der Zylinder 5 ist als Druckluftzylinder ausgeführt, jedoch kann er auch als Hydrozylinder ausgebildet sein. Der Zylinder 5 besitzt ein Ventil 8, das mittels Feder 9 belastet ist

Das feste Kontaktstück 3 ist elektrisch mit einer Stromschiene 10 verbunden, und der Weg des festen Kontaktstückes 3 in der abgeschalteten Stellung des Kontaktsystems ist durch einen Anschlag 11 begrenzt

Das bewegliche Kontaktstück 1 ist auf einer Achse 12 befestigt, die mit dem Antrieb (nicht dargestellt) des Schnellschaltgerätes verbunden ist Das bewegliche Kontaktstück 1 ist in der abgeschalteten und pingeschalteten Stellung durch einen Anschlag 13 bzw. 14 begrenzt

Bei einer weiteren Ausführungsvariante des Kontaktsystems ist das Element 4 (F i g. 2) zur Veriangsamung der Bewegung des federbelasteten festen Kontaktstükkes 3 bei der Trennung des beweglichen Kontaktstückes 1 von dem festen Kontaktstück 3 als Trägheitsgewicht 15 ausgebildet das auf dem federbelasteten festen Kontaktstück 3 befestigt ist

Bei der in F i g. 3 dargestellton Ausführungsvariante des Kontaktsysterr.s dient das Trägheitsgewicht 16 als Lichtbogenhorn und ist auf dem federbelasteten festen Kontaktstück 17 befestigt

Mit Erfolg kann ein Kontaktsystem verwendet werden, bei dem das Trägheitsgewicht und das federbelastete feste Kontaktstück als Ganzes in Form eines Trägneits- und stromleitenden Teiles 18 (Fig.4) ausgeführt sind.

Ein Brücken-Kontaktsystem mit mehrfacher, insbesondere zweifacher Stromkreisunterbrechung, enthält ein bewegliches Kontaktstück 19 (F i g. 5) und zwei feste Kontaktstücke 20, die mittels Federn 21 belastet sind.

Beide federbelasteten feststehenden Kontaktstücke 20 besitzen Elemente 4 zur Ve^langsamung ihrer Bewegung bei Trennung des beweglichen Kontaktstükkes 19 vom festen Kontaktstück 20. Die Elemente 4 sind in diesem Falle in Form von Trägheitsgewichten 22 ausgebildet und sind an Hen festen Kontaktstücken 20 befestigt und dienen gleichzeitig dort als Lichtbogenhörner.

Die festen Kontaktstücke 20 sind mit einer Stromschiene 23 elektrisch verbunden, und das bewegliche Kontaktstück 19 ist starr auf einer Zugstange 24 befestigt, die mit dem Antrieb (nicht dargestellt) des Schnellschaltgerätes verbunden ist.

Das Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte arbeitet wie folgt:

In der abgeschalteten (geöffneten) Stellung ist das t>o Kentaktsystem mit dem Element 4 zur Veflängsämüng in Form eines Zylinders 5 mit Kolben 6 in Fig. 1 dargestellt, wo U die volle Nennschaltstrecke des beweglichen Kontaktstückes 1 und des festen Kontakt-Jtückes3ist.

In der eingeschalteten (geschlossenen) Stellung des Komaktsystems (Fig. S,* ist das bewegliche Kontaktstück 1 bis zum Anschlag 14 geschwenkt. Dabei schließt es mit dem festen Kontaktstück 3, und der erforderliche Kontaktdruck wird durch die Feder 2 erzeugt Das Kontaktstück 3 entfernt sich dann von seinem Anschlag 11 um eine Strecke 6, welche der Vorverschiebung entspricht Der Kolben 6 verhindert die Bewegung des Kontaktstückes 3 von dem Anschlag 11 um die Strecke δ nicht da das Ventil 8 durch Luft- oder Flüssigkeitsdruck geöffnet wird.

Bei Abschaltung des Kontaktsystems wird das Kontaktstück 1 schnell in Richtung de° Anschlages 13 bewegt Da aber das Ventil 8 geschlossen ist entsteht im Inneren des Zylinders 5 ein Unterdruck, der eine schnelle Bewegung des Kolbens 6 und des mit diesem verbundenen Kontaktstückes 3 verhindert Infolgedessen bleibt in einer gewissen Zwischenstellung (F i g. 7), obwohl sich das bewegliche Kontaktstück 1 von dem Anschlag 14 um die Strecke δ entfernt hat, zwischen dem Kontaktstück 3 und dem Anscnlag 11 immer noch fast der gleiche frühere Abstand erhalten, d. h. sobald sich das Kontaktstück 1 in Bewegung setzt tritt sofort die Trennung der Kontaktstücke 3 u..«i 1 ein.

Die vorgegebene Verzögerungswirkbiig kann so groß sein, daß selbst zu dem Zeitpunkt in dem das Kontaktstück 1 den Anschlag 13 erreicht das Kontaktstück 3 sich lediglich um eine Strecke Δδ (Fig.8) beweg:, die nur einige Zehntel eines Millimeters beträgt Die Schaltstrecke Li wird in diesem Moment sogar größer sein als die Nennschaltstrecke Li, und zwar um die Größe der Vorverschiebung der Kontaktstücke 3 und 1. Nach einer gewissen Zeit wird das Kontaktstück

3 seinen Anschlag 11 erreichen, und die Kontaktstücke 3 und 1 werden die in F i g. 1 dargestellte geöffnete Stellung einnehmen.

Die Arbeitsweise des Kontaktsystems nach Fi g. 2, 3.

4 und 5 soll anhand des Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems nach F i g. 3 näher beschrieben werden.

In Fig!3 sind die Kontaktstücke 1 und 17 geöffnet, dabei ist ihr Gang durch Anschläge 11 bzw. 13 begrenzt, wobei L\ eine volle Nennschaltstrecke des beweglichen Kontaktstückes 1 und des festen Kontaktstückes 17 ist.

In der »Ein«-Stellung des Kontaktsystems (F i g. 9) ist das bewegliche Kontaktstück 1 bis zum Anschlag 14 geschwenkt. Dabei schließt es mit dem festen Kontaktstück 17, und der erforderliche Kor taktdruck wird mittels Feder 2herbeigeführt. Das Kontaktstück 17 hat sich von seinem Anschlag 11 um die Strecke ö entfernt, welche der Vorverschiebung entspricht.

Das Trägheitsgewicht 16 verhindert die Bewegung des Kontaktstückes 17 von dem Anschlag 11 um die Strecke δ nicht.

Bei Abschaltun-j des Kontaktsystems wird das Kontaktstück 1 schnell in Richtung des Anschlages '.3 bewegt. Da aber das Kontaktstück 17 mit dem T/ägLeitsgewicht 16 verbunden ist. bewegt sich das Kontaktstück 17 infolge einer großen Trägheit langsamer und es kommt dem Kontaktstück 1 nicht nach. Infolgedessen bleibt in einer gewissen Zwischenstellung (Fig. 10), obwohl sich das bewegliche Kontaktstück 1 von dem Anschlag 14 um die Strecke δ entfernt hat, zwischen dem Kontaktstück 17 und dem Anschlag 11 immer noch fast die gleiche frühere Strecke δ erhalten, d. h. sobald sich das Kontaktstück 1 in Bav/egung setzte, trat sofort die Trennung der Kontaktstücke 1 und 17 ein.

Die Verzögerungswirkung mittels des Trägheitsgewichtes 16 kann s>- groß sein, daß selbst zu dem Zeitpunkt, wo das Kontaktstück 1 den Anschlag 13 erreicht, das Kontaktstück 17 sich lediglich um die Strecke Δδ (F i g. 11) verschiebt, die einige Zehntel eines

Millimeters nicht überschreitet. Die Schaltstrecke Z.? wird in diesem Moment sogar großer sein als die Nennschaltstrecke L und zwar um die Größe der Vorverschiebung der Kontaktstücke I und 17. Nach einer gewissen Zeit wird das Kontaktstück 17 doch seinen Anschlag 11 erreichen, und die Kontaktstücke 1 und 17 werden die in Fig. 3 dargestellte geöffnete Stellung einnehmen.

Da das Trägheitsgewicht 16 in F i g. 3 (oder die Trägheitsgewichte 22 in Fig. 5) als Lichtbogenhorn wirkt, ist es zweckmäßig, dieses Gewicht aus einem Ferromagnetmaterial herzustellen, weil dies zu einer schnellen Bewegung des elektrischen Lichtbogens von den Kontaktstücken 17 und 1 (oder \on den Kontaktstücken 20 in F i g. 5) auf die Trägheitsgewichte 16 (oder 22 in Fig. 5) bzw. Lichtbogenhörner. beiträgt. Da die Trägheitsgewichte 16 und 22 eine große Masse besitzen, so haben sie auch eine hohe Wärmekapazität, was zu einer schnelleren Abkühlung des elektrischen Lichtbogens, also zu dessen schnellen Löschung beiträgt.

Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung, w eiche die Arbeitsweise des Kontaktsystems mit einem Element 4 (Fig. 1. 2. 3. 4. 5) zur Verlangsamung der Bewegung des federbelasteten festen Kontaktstückes 3, 17, 20 und des Teils 18 veranschaulicht. In der graphischen Darstellung ist die Strecke 1. die die beweglichen Koniaktstücke 1, 19 (Kurve 25) und die festen Kontaktstücke 3,17, 20 und der Teil 18 mit dem Element 4 zur Verlangsamung ihrer Bewegung (Kurve 26) zurücklegen, auf der vertikalen Achse aufgetragen. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit /aufgetragen.

Aus der graphischen Darstellung folgt, daß bereits zu Beginn der Bewegung des beweglichen Kontaktstücke·) I, 19 zwischen diesem und dem festen Kontaktstück 5, 17, 20 und dem Teil 18 sofort eine gewisse Schaltstrec.-.e entsteht, d. h. sofort eine Trennung eintritt. Im weiteren, beginnend mit Zeitpunkt t. d. h.. wenn das bewegliche Kontaktstück 1,19 auf seinem Anschlag 13 stehenbleibt, und bis zum Zeitpunkt f.-, d.h.. wenn auch das feste Kontaktstück 3, 17, 20 und der Teil 18 mit dem Element 4 seinen Anschlag erreicht und aul diesem stehenbleibt, ist die Schaltstrecke L· der Kontaktstucke im Laute einer bestimmten Zeit sogar großer als die Nennschaltstrecke L\. Eine größere Kontaktschaltstrecke trägt, wie bekannt, zur Löschung des elektrischen Bogens bei.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte mit mindestens einem beweglichen und mindestens einem federbelasteten festen Kontaktstück, bei dem das federbelastete feste Kontaktstück ein Element zur Verlangsamung seiner Bewegung bei der Trennung des beweglichen von dem festen Kontaktstück aufweist dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) als Zylinder (S) mit einem in ihm angeordneten Kolben (6) ausgebildet ist dessen Stange (7) mit dem schwenkbaren federbelasteten festen Kontaktstück (3) beweglich verbunden ist (Fig. I,6bis8).

2. Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte mit mindestens einem beweglichen und mindestens einem federbelasteten festen Kontaktstück, bei dem das federbelastete feste Kontaktstück ein Element zur Verlangsamung seiner Bewegung bei der Trennungeies beweglichen von dem festen Kontaktstück aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) als Trägheitsgewicht (15,16,22) ausgebildet und auf dem schwenkbaren federbelasteten festen Kontaktstück (3) befestigt ist (F i g. 2,3, 5)-

3. Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgewicht (16,22) als Lichtbogenhorn ausgebildet ist.

4. Kontaktsystem für Schnellschaltgeräte nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgewicht und das federbelastete feste Kontaktstück einteilig (Teil 18) und stromleitend ausgebildet sind.