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Strombegrenzender Schnellschalter
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Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Schnellschalter gemäss
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein derartiger Schnellschalter ist etwa aus der DE-OS 29 24 129 bekannt.
Bei diesem Schalter öffnet der Hauptkontakt oberhalb eines vorgegebenen Stromgrenzwertes
und kommutiert der Strom von den Hauptkontaktstücken auf die in einer Löschkammer
angeordneten Abbrandkontaktstücke.
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Danach öffnet ein im Abbrandkontaktpfad angeordneter und vom Ausschaltstrom
durchflossener Hebel den Abbrandkontakt.
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Bei diesem Schalter ist die Kommutierungsdauer und damit auch die
Schaltzeit verhältnismässig gross, da der Stromkreis des Abbrandkontaktes Blasschleifen
aufweist, in denen zunächst ein magnetisches Feld aufgebaut wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schalter der gattungsgemässen
Art anzugeben, bei dem die Abbrandkontaktstücke nach kurzer Kommutierungszeit mit
hoher Geschwindigkeit getrennt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch
1 gelöst. Der erfindungsgemässe Schnell-
schalter zeichnet sich
dadurch aus, dass der Hauptkontakt unmittelbar auf den Abbrandkontakt wirkt, so
dass der Stromkreis des Abbrandkontaktes windungsfrei gestaltet werden kann und
somit sehr geringe Kommutierungszeiten ermöglicht.
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Wird der erfindungsgemässe Schalter gemäss den Merkmalen von Patentanspruch
2 ausgebildet, so werden auch bei Schaltern mit hohen Nennströmen die Verluste im
Nennbetrieb klein gehalten, da der Hauptkontaktpfad nur wenige Windungen aufweist.
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Eine besonders kompakte Bauweise lässt sich erreichen, wenn der erfindungsgemässe
Schnellschalter gemäss den Merkmalen von Patentanspruch 3 weitergebildet ist.
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Wird der erfindungsgemässe Schnellschalter gemäss den Merkmalen von
Patentanspruch 4 weitergebildet, so kann das bewegliche Kontaktstück des als Antrieb
ausgebildeten Hauptkontaktes direkt auf das bewegliche Kontaktstück des Abbrandkontaktes
einwirken, wodurch in einfacher Weise eine rasche und sichere Kontakttrennung des
Abbrandkontaktes bewirkt wird.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
in vereinfachter Form dargestellt.
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Es zeigt: Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemässen Schnellschalters, und Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer
zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schnellschalters.
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In allen Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Der erfindungsgemässe strombegrenzende Schnellschalter gemäss Fig. 1 weist eine
erste Stromanschlussklemme 1 auf, von der im ungestörten Betrieb der durch Pfeile
markierte Strom über einen festen Stromleiter 2 zum feststehenden Kontakt stück
3 einer ersten Hauptkontaktstelle fliesst. Vom feststehenden Kontaktstück 3 fliesst
der Strom über ein bewegliches Kontaktstück 4 und eine Kontaktbrücke 5 zu einem
beweglichen Kontaktstück 6 einer zweiten Hauptkontaktstelle. Vom Kontakt stück 6
der zweiten Hauptkontaktstelle fliesst der Strom nun über ein zweites feststehendes
Kontaktstück 7 und einen weiteren Stromleiter 8 zu einer weiteren Anschlussklemme
9. Bei dieser Anordnung ist es von Bedeutung, dass die beiden feststehenden Stromleiter
2, 8 parallel und in geringem Abstand zur Leiterbrücke 5 angeordnet sind und gegenüber
der Leiterbrücke 5 gegensinnig vom Ausschaltstrom durchflossen sind.
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Auf der Leiterbrücke 5 ist ein Isolierteil 10 vorgesehen, auf der
ein Schlagstift 11 befestigt ist. Die Kontaktkraft FKH für die Hauptkontakte wird
durch zwei Kippfedersysteme 12 und 13 erzeugt.
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Von der Anschlussklemme 1 zweigt eine Stromschiene 14 ab, durch die
der durch gestrichelte Pfeile markierte Abschaltstrom nach Kommutierung in den Abschaltstromkreis
zum feststehenden Abbrandkontaktstück 15 des Abbrandkontaktes, von dort über das
an einem drehbaren Schaltstück 16 befestigte bewegliche Abbrandkontaktstück 17,
einen flexiblen Leiter 18 und eine weitere Stromschiene 19 zur Klemme 9 fliesst.
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Die Kontaktkraft FKA des Abbrandkontaktes wird durch eine Kontaktfeder
20 erzeugt.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Schnellschalters beim Ausschalten
ist nun wie folgt: Im ungestörten Betrieb fliesst der Strom - wie durch die ausgezogenen
Pfeile markiert - von der Klemme 1 über die Hauptkontaktezur Klemme 9.
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Ueberschreitet nun der abzuschaltende Strom einen vorgegebenen Grenzwert,
so wird infolge der elektrodynamischen Abstossungskraft an den feststehenden Stromleitern
2 und 8 sowie der beweglichen Kontaktbrücke 5 letztere weggeschleudert, wodurch
der Strom vom Hauptpfad in den durch gestrichelte Pfeile dargestellten Nebenpfad
kommutiert wird und nun von der Anschlussklemme 1 über den Abbrandkontakt zur Anschlussklemme
9 fliesst. Dieser Kommutierungsvorgang vollzieht sich sehr rasch, da der Nebenpfad
wegen des Fehlens von Windungen lediglich eine sehr geringe Induktivität aufweist.
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Durch die elektrodynamische Abstossungskraft wird die durch die Kippfedersysteme
12 und 13 erzeugte Kontaktkraft FKH überwunden, und die Kontaktbrücke 5 über die
Totpunkte der Kippfedersysteme 12 und 13 hinaus in Richtung auf den Abbrandkontakt
bewegt. Kurz vor Erreichen der Totpunkte schlägt der Schlagstift 11 auf den drehbaren
Schalt arm 16 und trennt- durch diese Schlagbewegung das bewegliche Abbrandkontaktstück
17 mit grosser Anfangsgeschwindigkeft von dem feststehenden Abbrandkontaktstück
15, so dass der durch diesen Trennvorgang gezogene Lichtbogen rasch in eine löschfähige
Position gebracht wird. Die durch die Feder 20 erzeugte Kont akt kraft- FKA für
den Abbrandkontakt wird zweckmässigerweise beim Aufschlagen durch eine nicht dargestellte
Entriegelungsvorrichtung aufgehoben.
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In der Ausschaltstellung wird die Bewegung der Kontakt-
brücke
5 durch Anschläge 21 und 22 begrenzt.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemässen
Schnellschalters weist einen als Nachlaufkontakt ausgebildeten Abbrandkontakt auf.
Dieser Abbrandkontakt weist zwei Abbrandkontaktstücke 23 und 17 auf. Das eine Abbrandkontaktstück
23 wird von einem drehbaren Schaltarm 24 gehalten. Dieser Schalt arm 24 steht in
der Einschaltstellung unter der Krafteinwirkung einer Nachführfeder 25. Ein Kontaktfedersystem
26 hingegen drückt das ebenfalls an einem Schalt arm 16 angeordnete Abbrandkontaktstück
17 gegen das von einem oberen Anschlag 27 gehaltene Abbrandkontaktstück 23, welches
über einen flexiblen Leiter 28 mit der Stromschiene 14 verbunden ist. Der Schlagstift
11 ist so angeordnet, dass er in der Einschaltstellung auf dem drehbaren Schaltarm
16 ruht.
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Spricht nun der Hauptkontakt beim Ueberschreiten eines Grenzwertes
des vorgegebenen Stromes an, so öffnet sich die Hauptkontaktstelle und wird gleichzeitig
der Schaltarm 16 nach unten gedreht. Der Abbrandkontakt bleibt jedoch noch geschlossen,
da das Abbrandkontaktstück 23 durch die Feder 25 nachgeführt wird. Im Bereich des
Totpunktes des Kontaktfedersystems 26, wenn der Strom vom Haupt- in den Nebenpfad
kommutiert ist, wird die Bewegung des Schaltarms 25 und damit des Abbrandkontaktstückes
23 durch einen Anschlag 29 begrenzt. Nach Fixierung des Abbrandkontaktstückes 23
öffnet der Abbrandkontakt nun sehr rasch und wird der Lichtbogen schnell in eine
löschfähige Position gebracht.
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B e.z e.i.c h n u n g s. 1 i.s t e 1, 9 Anschlussklemmen 2, 8 Stromleiter
3, 7 feststehende Hauptkontaktstücke 4, 6 bewegliche Hauptkontaktstücke 5 Leiterbrücke
10 Isolierteil 11 Schlagstift 12, 13 Kippfedersysteme 14, 19 Stromschienen 15 feststehendes
Abbrandkont akt stück 16 drehbarer Schalterarm 17 bewegliches Abbrandkontaktstück
18 flexibler Leiter 20, 26 Kontaktfedern 21, 22 Anschläge 23 nachführbares Abbrandkontaktstück
24 drehbarer Schalterarm 25 Nachführfeder 27, 29 Anschläge 28 flexibler Leiter