DE3942568A1 - Druckgasschalter - Google Patents
DruckgasschalterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des
ersten Anspruchs.
Bei einem bekannten Druckgasschalter dieser Art (DE-AS 10 62 789)
befindet sich am freien Ende eines schwenkbeweglich gelagerten
Kontaktarms ein dementsprechend bewegliches Kontaktstück, das in der
Schließstellung nach Art eines Messers zwischen Kontaktlamellen eines
feststehenden Gegenkontakts greift. Am Kontaktarm greift eine
Kuppelstange an, die mit einer Antriebseinrichtung in Verbindung steht.
Am Kontaktarm sitzt außerdem ein starr daran festgesetztes Blasgehäuse
einer Kolbenblaseinrichtung, wobei das Blasgehäuse als sektorförmiger
Zylinder ausgebildet ist, in dessen Kreisbogenmittelpunkt ein angepaßter
Schwenkkolben schwenkbeweglich gelagert ist. Die Schwenkachse der
Kolbenblaseinrichtung ist dabei identisch mit der des Kontaktarms. Als
Antriebsverbindung zwischen dem Blasgehäuse und dem Kolben dient ein
Doppellenkergetriebe, das einerseits mit dem Kontaktarm und andererseits
mit dem Kolben verbunden ist, wobei die zweiten Enden der Lenker an
einer zusätzlichen, frei schwenkbar gelagerten Exzenterlasche drehbar
gelagert sind. Beim Verschwenken des Kontaktarms im Sinne einer Öffnung
der elektrischen Kontakte wird über das die Doppellenker umfassende
Hebelgetriebe der Kolben zunächst gegen die Schwenkrichtung des
Blasgehäuses bewegt, so daß am Beginn des Schwenkwinkels eine
überproportionale Komprimierung der Luft im Blasgehäuse stattfindet.
Die so verdichtete Luft wird über ein an das Blasgehäuse angesetztes
Blasrohr ausgestoßen, dessen freies Ende als Blasdüse parallel zum
Kontaktarm zum beweglichen Kontakt hin gerichtet ist. Es erfolgt dadurch
eine Beblasung radial zum Bewegungsbogen des beweglichen Kontaktstücks
bzw. quer zur Längsachse des sich bildenden Lichtbogens. Abgesehen vom
erheblichen baulichen Aufwand für die Kolbenblaseinrichtung mit dem
Doppellenkergetriebe wird der erzeugte Blasluftstrom für die Löschung
des Lichtbogens nur unzureichend genutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckgasschalter
gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch
welche bei einfachem Aufbau eine verbesserte Beblasung des Lichtbogens
erzielt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die
kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Andere vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Bei einem Aufbau eines Druckgasschalters gemäß der Erfindung wird der
bewegliche Kontakt in den Kühlluftstrom eingebunden und die
komprimierte Luft in Richtung des Schwenkbogens durch die den
feststehenden Kontakt zunächst koaxial umschließende Blasdüse entgegen
der Schwenkrichtung beim Kontaktöffnungsvorgang ausgestoßen. Da der
feststehende Kontakt die Blasdüse im ersten Bereich des Schwenkwinkels
noch weitgehend verschließt, tritt eine erhöhte Komprimierung der Luft
im Blasgehäuse ein, so daß beim Austritt des feststehenden Kontakts aus
der Blasdüse ein intensiver Kühlluftstrom in Achsrichtung des
entstehenden Lichtbogens ausgestoßen wird. Der Lichtbogen erfährt
dadurch zumindest über einen Teil seiner Länge eine umfassende Kühlung
durch die Löschmittelströmung. Zudem lassen sich einfache federnde
Rundkontakthülsen und Fingerkontakte verwenden.
Das Blasgehäuse ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und umschließt
mit seinem außerhalb des Kolbenhubs liegenden Bodenbereich den
beweglichen Kontakt, der insbesondere mit radialem Abstand vom
Innengehäuse angeordnet ist, so daß ein Strömungskanal für das
Löschmittelgas gebildet ist. Der bewegliche Kontakt ist vorzugsweise
U-förmig ausgebildet, wodurch das Blasgehäuse zwischen den Schenkeln
angeordnet werden kann und sich parallel zum Verbindungssteg der
Schenkel erstreckt. Die U-Form des Kontaktarms verbessert dabei das
elektrodynamische Verhalten bei Belastung mit Kurzschlußströmen, weil
die auftretenden Stromkräfte im Sinne einer Öffnung der Kontakt wirken.
Zudem ergibt sich eine günstige Ausnutzung des Raumes zwischen den
Schenkeln und ein symmetrischer Aufbau in bezug auf die Schwenkebene.
Der Kolben kann dabei als Schubkolben ausgebildet werden, der über eine
axial gerichtete Schubstange an ein Ende eines zweiarmigen Steuerhebels
angelenkt ist, dessen zweiter Arm über ein Langloch mit einem am
schwenkbar gelagerten Hebel festgesetzten Stift in Eingriff steht.
Der Steuerhebel sitzt am freien Ende eines den beweglichen Kontaktarm
lagernden Tragarms, wobei die Lagerstelle so gewählt ist, daß zu Beginn
des Schwenkwinkels bei der Öffnungsbewegung eine erhöhte
Stellgeschwindigkeit des Kolbens erzielt wird. Das Langloch ist dabei
vorzugsweise bogenförmig ausgebildet, in der Weise, daß der Kolbenhub
gegenüber einer geraden Langlochführung vergrößert wird. Um die
Pendelbewegung der Schubstange mit dem Kolben klein zu halten, kann die
Länge des mit der Schubstange verbundenen Arms des Steuerhebels so
bemessen sein, daß der Gelenkpunkt zwischen beiden Teilen zweimal die
Längsachse des Blasgehäuses schneidet. Die Krafteinlenkpunkte am
Steuerhebel sind im übrigen so gewählt, daß eine beträchtliche
Wegübersetzung zur Erzielung eines großen Hubes erreicht wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Skizzen von
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Druckgasschalter mit U-förmigem Kontaktarm und
integrierter Kolbenblaseinrichtung in eingeschalteter
bzw. ausgeschalteter Stellung,
Fig. 2 einen im wesentlichen geraden beweglichen Kontaktarm mit
asymmetrisch angeordneter Kolbenblaseinrichtung in
Aus-Stellung und
Fig. 3 den Druckgasschalter gemäß Fig. 2 in Ein-Stellung.
Ein Isolierstützer 1 trägt einen im wesentlichen waagerecht abstehenden
Tragarm 2, an dem ein Schenkel 3 eines U-förmig ausgebildeten
Kontaktarms 4 um einen Drehpunkt 5 schwenkbar gelagert ist. Der andere
Schenkel 6 trägt an seinem freien Ende einen aus Segmenten
zusammengesetzten Ringkontakt 7, der durch Federn 8 zur Erzeugung des
notwendigen Kontaktdrucks radial zusammengedrückt wird. Zwischen den
Schenkeln 3, 8 befindet sich ein Blasgehäuse 9, das zylinderförmig
ausgebildet ist und dessen Achse 10 etwa parallel zu dem die Schenkel
3, 6 verbindenden Steg des Kontaktarms 4 verläuft. Das Blasgehäuse 9 ist
zum schwenkbar angelenkten Schenkel 3 hin offen und umschließt mit
seinem gegenüberliegenden Bodenbereich den Kontakt 7, der in der
Einschaltstellung einen fingerartigen, in Schwenkrichtung des Kontakts 7
sich erstreckenden feststehenden Gegenkontakt 12 elektrisch leitend
umschließt. Eine im Bereich des beweglichen Kontakts 7 an das
Blasgehäuse 9 angeformte Blasdüse 13 erstreckt sich von dem Kontakt 7
weg konzentrisch zum Gegenkontakt 12 und umgibt denselben mit geringem
radialem Abstand. Innerhalb des Blasgehäuses 9 ist ein in Richtung der
Achse 10 verschiebbarer Kolben 14 angeordnet, der an seiner dem
angelenkten Schenkel 3 zugewandten Seite mit einer in Richtung der Achse
10 verlaufenden Schubstange 15 versehen ist. Die Schubstange 15 reicht
bei in das Blasgehäuse 9 eingetauchtem Kolben 14 bis etwa zur Öffnung
des Blasgehäuses im Bereich des Schenkels 3. Am betreffenden Ende ist
über einen Anlenkpunkt 16 ein Arm 17 eines zweiarmigen Steuerhebels 18
angelenkt, der um eine ebenfalls am Tragarm 2 vorgesehene Lagerstelle 19
schwenkbar ist. Die Lagerstelle 19 liegt dabei in bezug auf die Achse 10
des Blasgehäuses 9 dem Drehpunkt 5 gegenüber und damit im Bereich
des Steges 4.1. Der andere Arm 20 des Steuerhebels 18 weist ein in
Längsrichtung des Arms verlaufendes Langloch 21 auf, in das ein am
Übergang vom Schenkel 3 zum Steg 4.1 angeordneter Stift 22 eingreift.
Der Steuerhebel 18 ist dabei so ausgebildet und angeordnet, daß der
Kolben 14 in der Ein-Stellung der Kontakte 7, 12 nahe am angelenkten
Schenkel 3 innerhalb des Blasgehäuses 9 steht. Der Abstand zwischen
seinem Anlenkpunkt 16 und der Lagerstelle 19 ist dabei kürzer als der
radiale Abstand zwischen der Lagerstelle 19 und dem Stift 22 am Schenkel
3. Dabei steht der Stift 22 im Bereich des inneren Endes des Langlochs
21. Sobald eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung den Kontaktarm 4
aus der in Fig. 1 dargestellten senkrechten Lage (Ein-Stellung) in die
nach links geneigte Lage (Aus-Stellung) zu schwenken beginnt, wird über
den Stift 22 der Steuerhebel 18 mitgenommen, der aufgrund der
vorerwähnten radialen Abstandsverhältnisse eine Schwenkwegübersetzung
bewirkt. Dadurch wird der Kolben 14 über die Schubstange 15 zu Beginn
der Schwenkbewegung mit erhöhter Geschwindigkeit in das Blasgehäuse 9
hineingestoßen. Nachdem die Blasdüse 13 den Gegenkontakt 12 relativ
dicht umschließt, tritt nur eine geringe Leckströmung über die Blasdüse
aus, so daß sich im Blasgehäuse ein schneller Druckanstieg ausbildet.
Sobald demnach der Gegenkontakt 12 die Blasdüse 13 verläßt, wird der
gezogene Lichtbogen von einer starken Löschgasströmung beblasen und
damit zur Löschung gekühlt. Bei der weiteren Schwenkbewegung vergrößert
sich der radiale Abstand des Stifts 22 von der Lagerstelle 19, so daß
die Kolbenbewegung gegenüber der Anfangsbewegung vermindert wird. Dabei
ist die Anordnung des Stifts 22 so getroffen, daß sich während des
Anfangsbereichs des Schwenkwinkels zunächst keine wesentliche radiale
Abstandveränderung gegenüber der Lagerstelle 19 ergibt. Der Stift 22
befindet sich demzufolge in der Aus-Stellung in Schwenkrichtung vor der
Verbindungslinie des Drehpunkts 5 mit der Lagerstelle 19 und bewegt sich
erst im Verlauf der weiteren Schwenkbewegung auf die gegenüberliegende
Seite. In der Aus-Stellung der Kontakte 7, 12 steht im übrigen die Achse
der Schubstange 15 bzw. des Blasgehäuses 9 etwa mittig und senkrecht zur
Verbindungslinie der Lagerstelle 19 und des Drehpunkts 15 am Tragarm 2.
Um bei relativ kleinem Schwenkwinkel zwischen der Ein-Stellung und der
Aus-Stellung den vollen Kolbenhub sicherzustellen, ist das Langloch 21
im Arm 20 des Steuerhebels 18 entgegen der beim Ausschalten herrschenden
Schwenkrichtung bogenförmig ausgebildet. Das Langloch 21 kann jedoch zum
gleichen Zweck auch geradlinig aber gegenüber der Achse des Arms 17
gegen die Schwenkrichtung geneigt sein. Darüber hinaus kann das Langloch
auch einen weiteren Abschnitt 23 aufweisen, der etwa konzentrisch zur
Lagerstelle 19 des Steuerhebels 18 verläuft. Dann kann nach Erreichen
der Aus-Stellung der Kontaktarm 4.1 ohne eine Verschiebung des Kolbens
14 in eine dritte Schaltstellung weitergeschwenkt werden, in welcher
beispielsweise ein Erdungskontakt geschlossen wird.
Gemäß den Fig. 2 u. 3 kann der Druckgasschalter im Gegensatz zur
annähernd symmetrischen Anordnung nach Fig. 1 auch so aufgebaut sein,
daß das Blasgehäuse 9 in unsymmetrischer Anordnung seitlich neben dem
beweglichen Kontaktarm 4 liegt. Unabhängig davon ist die Anordnung so
getroffen, daß die Achse 10 des Blasgehäuses 9 und der Drehpunkt 5 des
Kontaktarms 4 in einer Flucht liegen. Um auch hier bei geringem
Schwenkwinkel zwischen Ein- u. Aus-Stellung der Kontakte 7, 12 einen
ausreichend großen Hub des Kolbens 14 zu erzielen, ist die Lagerstelle
19 an dem vom Isolierstützer 1 ausgehenden und über die Lagerstelle 5
hinausreichenden Ende 24 des Tragarms 2 gegenüber der Ausbildung nach
Fig. 1 in Schwenkrichtung um den halben maximalen Schwenkwinkel des
Kontaktarms 4 nach unten versetzt. Bei geschlossenen Kontakten 7, 12
verläuft dabei die Verbindungslinie zwischen dem Drehpunkt 5 und dem
Stift 22 senkrecht zur Achse 10 des Blasgehäuses 9. Der Anlenkpunkt 16
des Steuerhebels 18 an der Schubstange 15 liegt in diesem Betriebspunkt
unterhalb des Drehpunkts 5. Nach einem Schwenkwinkel von etwa 45° liegt
dann der Anlenkpunkt 16 etwa senkrecht oberhalb der Lagerstelle 19. Als
Antrieb ist hierbei eine Antriebsstange 25 vorgesehen, die am
schwenkbaren Kontaktarm 4 angelenkt ist.
Damit die Schubstange 15 bzw. der Kolben 14 während der Schwenkbewegung
nur geringe Pendelbewegungen ausführt, ist der senkrechte Abstand
zwischen der Achse 10 des Blasgehäuses 9 und der Lagerstelle 19 kürzer
als zwischen der Lagerstelle 19 und dem Anlenkpunkt 16. Außerdem liegt
dann der Anlenkpunkt 16 in den Endlagen des Kontaktarm-Schwenkwinkels
auf der der Lagerstelle 19 zugewandten Seite der Achse 10 zwischen dem
beweglichen Kontakt 4 und dem Drehpunkt 5. Während des Schwenkens
schneidet dann der Anlenkpunkt 16 zweimal die Achselinie 10, so daß die
Schubstange 15 nur eine geringe Abweichung von der Lage der Achse 10
während des Schwenkens erfährt. Für die Schubstange 10 ist dann eine
zusätzliche Gleitlagerung und ein Zwischenlenker nicht erforderlich.
Es sind somit einfache Anordnungen zur Erzeugung einer
Löschmittelströmung mit großer Hublänge eines Kolbens und weitgehend
zentrischer axialer Krafteinleitung in die Schubstange des Kolbens
geschaffen, wobei die Mittel zur Erzeugung der Löschmittelströmung am
beweglichen Kontakt angebracht sind, um eine unmittelbar im Bereich
desselben wirksame Löschmittelströmung zu erzeugen. Auch werden dadurch
isolationsmindernde Einflüsse auf die Kolbenblaseinrichtung vermieden.
Zudem wird bei der Führung der Schubstange in einer Pendelbewegung um die
Achse 10 eine weitgehende Geradführung des Kolbens 14 sichergestellt,
wobei letzterer einstückig und ohne zusätzliche Führung ausgestaltet
werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird zudem eine sehr geringe
spannungsführende Breite des beweglichen Kontaktarms realisiert.
Claims (8)
1. Druckgasschalter mit einem Kontakt an einem schwenkbeweglich
gelagerten, antreibbaren Kontaktarm, welcher eine Kolbenblaseinrichtung
trägt, deren Blasgehäuse starr und deren Kolben über ein Hebelgetriebe
mit dem Kontaktarm verbunden ist, mit einer vom Blasgehäuse ausgehenden,
in den Weg des Lichtbogens gerichteten Blasdüse sowie mit einem
feststehenden Gegenkontakt, der sich in Schwenkrichtung des beweglichen
Kontakts erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasgehäuse (1) den
beweglichen Kontakt (7) umschließt und daß die Blasdüse (13) ausgehend
vom beweglichen Kontakt (7) in Schwenkrichtung auf den Gegenkontakt (12)
weist sowie denselben in der Einschaltstellung koaxial umschließt.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Blasgehäuse (9) im Bereich des Kolbens (14) zylindrisch ausgebildet ist
und im übrigen Bereich der Kontur des beweglichen Kontakts (7)
weitgehend angepaßt ist und denselben mit radialem Abstand umschließt.
3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der bewegliche Kontaktarm (4) U-förmig ausgebildet ist, wobei ein
Schenkel (3) um einen ortsfesten Drehpunkt (5) schwenkbar gelagert ist
und der andere Schenkel (6) am freien Ende den Kontakt (7) trägt und daß
zwischen den Schenkeln (3, 6) das Blasgehäuse (9) angeordnet ist, dessen
Achse (10) parallel zu dem die Schenkel (3, 6) verbindenden Steg (11)
verläuft.
4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
drehbar gelagerte Schenkel (3) im Bereich seines freien Endes an einem
Drehpunkt (5) eines Tragarms (2) angelenkt ist, dessen freies Ende zum
die Schenkel (3, 6) verbindenden Steg (4.1) gerichtet ist und eine
Lagerstelle (19) für einen zweiarmigen Steuerhebel (18) aufweist, an
dessen einem Arm (17) eine Schubstange (15) des Kolbens (14) angelenkt
ist und dessen anderer Arm (20) ein Langloch (21) aufweist, in das ein
am beweglichen Kontaktarm (4) vorgesehener Stift (22) eingreift, daß die
Achse der Schubstange (15) etwa mittig und senkrecht zur
Verbindungslinie der Lagerstelle (19) und des Drehpunkts (5) am Tragarm
(2) steht, wenn die Kontakte (7, 12) geschlossen sind, wobei der radiale
Abstand von der Lagerstelle (19) des Steuerhebels (18) zum Stift (22)
kürzer als zum Anlenkpunkt (16) der Kolbenstange (15) ist.
5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse (10) des Blasgehäuses (9) und der Drehpunkt (5) des
Kontaktarms (4) in einer Flucht liegen, daß der Drehpunkt (5) an einem
Tragarm (2) vorgesehen ist, der an seinem freien, in Richtung des
feststehenden Kontakts (12) weiterlaufenden Ende (24) eine Lagerstelle
(19) für einen zweiarmigen Steuerhebel (18) aufweist, der einendig mit
der Schubstange (15) des Kolbens (14) gelenkig verbunden ist und dessen
anderer Arm (20) ein Langloch (2) aufweist, in das ein am beweglichen
Kontaktarm (4) festgesetzter Stift (22) eingreift und daß bei
geschlossenen Kontakten (7, 12) die Verbindungslinie zwischen dem
Drehpunkt (5) und dem Stift (22) senkrecht zur Achse (10) des
Zylindergehäuses (9) verläuft und demgegenüber die Verbindungslinie
zwischen dem Drehpunkt (5) und der Lagerstelle (19) um den halben,
in Aus-Schwenkrichtung maximalen Schwenkwinkel des beweglichen
Kontaktarms nach unten geneigt ist, wobei der Anlenkpunkt (16) des
Steuerhebels (18) an der Schubstange (15) unterhalb des Drehpunkts (5)
liegt.
6. Druckgasschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
senkrechte Abstand zwischen der Achse (10) des Blasgehäuses (9) und der
Lagerstelle (19) kürzer als zwischen der Lagerstelle (19) und dem
Anlenkpunkt (16) ist und daß der Anlenkpunkt (16) in den Endlagen des
Kontaktarm-Schwenkwinkels auf der der Lagerstelle (19) zugewandten Seite
der Achse (10) zwischen dem beweglichen Kontakt (4) und dem Drehpunkt
(5) liegt.
7. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch
gekennzeichnet, daß das Langloch (21) im Steuerhebel (18) bogenförmig
gegen die Schwenkrichtung beim Kontakt-Öffnungsschwenkvorgang verläuft.
8. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch
gekennzeichnet, daß das Langloch (21) einen etwa konzentrisch zur
Lagerstelle (19) des Steuerhebels (18) verlaufenden Abschnitt (23)
aufweist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3942568A DE3942568A1 (de) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Druckgasschalter |
DE59009473T DE59009473D1 (de) | 1989-12-22 | 1990-12-22 | Druckgasschalter. |
EP90125330A EP0434100B1 (de) | 1989-12-22 | 1990-12-22 | Druckgasschalter |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE59009473T Expired - Lifetime DE59009473D1 (de) | 1989-12-22 | 1990-12-22 | Druckgasschalter. |
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DE (2) | DE3942568A1 (de) |
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AEG SACHSENWERK GMBH, 8400 REGENSBURG, DE |
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