DE686648C

DE686648C - Unlinked, electromagnetically operated remote switch

Info

Publication number: DE686648C
Application number: DE1936A0079322
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hoepp
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-05-07
Filing date: 1936-05-07
Publication date: 1940-01-13

Description

Unverklinkter, elektromagnetisch betätigter Fernschalter Die Erfindung bezieht sich auf umverklinkte, elektromagnetisch betätigte Fernschalter mit Wärme- und magnetischen Schnellauslösern und mit selbstschließenden, unter äußerer oder eigener Federspannung stehenden Kontakten und besteht darin, daß der Anker des an Spannung liegenden Schaltmagneten zwischen den Polen des Schaltmagneten und der Schnellauslösemagnete gelagert ist und bei Entregung des Schaltmagneten durch die Wärme- oder Schnellauslöser unter der Wirkung einer Rückzugskraft über Kniehebel die beweglichen Kontakte in die Ausschaltstellung bewegt.Unlinked Electromagnetically Operated Remote Switch The invention refers to latched, electromagnetically operated remote switches with thermal and magnetic quick releases and with self-closing, under external or own spring tension standing contacts and consists in the fact that the armature of the Voltage lying between the poles of the switching magnet and the Quick release magnet is stored and when the switching magnet is de-energized by the Heat or quick release under the effect of a retraction force via toggle levers the movable contacts moved to the switch-off position.

Dieses Prinzip ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Ausbildung des Schalters als Schnellschalter mit besonders hoher Schaltgeschwindigkeit bei Kurzschluß durch Einschalten einer zusätzlichen üTberstromwicklun,g zu der normalerweise im Hauptstromkreis liegenden überstromwicklung beim Ausschalten sowie die weitere Vervollkommnung des Schalters derart, daß er die Unterbrechung in möglichster Nähe des Stromnulldurchganges bei Wechsel- und Drehstrom bewirkt.This principle advantageously allows a training of the Switch as a high-speed switch with particularly high switching speed in the event of a short circuit by switching on an additional overcurrent winding, g to the one normally im Main circuit lying overcurrent winding when switching off as well as further perfection of the switch in such a way that it causes the interruption as close as possible to the current zero crossing with alternating and three-phase currents.

Die besondere Anordnung des Schaltankers hat den Vorteil, daß ein zweckmäßiger und raumsparender Aufbau erzielt werden kann, und daß der Schalter unter dem Einfluß des Überstrom- und Blasfeldes steht, so daß die Schaltgeschwindigkeit noch mehr gesteigert wird als bei Wirkung der Rückzugsfeder allein.The special arrangement of the switch armature has the advantage that a expedient and space-saving structure can be achieved, and that the switch is under the influence of the overcurrent and blown field, so that the switching speed is increased even more than with the action of the return spring alone.

Es ist zwar bei überstromschnellschaltern mit je zwei Haupt- und Hilfskontakten die Zwischenschaltung von Kniehebeln zwischen einer mit dem Auslöseanker verbundenen Kontaktbrücke und den Kontaktschließfedern bekannt. Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich jedoch um einen Schnellschalter mit einem Schaltanker, der bei Entregung die beweglichen Kontakte in die Ausschaltstellung bewegt.It is true that overcurrent switches have two main and two auxiliary contacts the interposition of toggle levers between one connected to the release armature Contact bridge and the contact closing springs known. In the subject matter of the invention However, it is a quick switch with a switching armature, which when de-energized the movable contacts moved to the switch-off position.

Ferner ist es, bei einpoligen Gleichstromschnells-chaltern bekannt, den Halteanker zwischen den Polen des Haltemagneten und des überstrommagneten anzuordnen. Die Überstromauslösung wird bei diesen Schaltern dadurch bewirkt, daß der sehr kräftig ausgelegte überstrommagnet den Anker des ebenfalls sehr kräftigen Haltemagneten bei vollerregtem Haltemagneten von diesem abreißt. Bei dem Schalter nach der Erfindung wird dagegen bei der überstromauslösu ,ng zunächst der Schaltmagnet entregt, und erst dann bewirkt der Schaltanker unter dem Zuge seiner Rückzugsfeder die Ausschaltung. Der überstrommagnet hat daher nur die Arbeit der Öffnung des Auslös,ekontaktes aufzubringen, die im Verhältnis zu der bei dem bekannten Schalter erforderlichen Abreißarbeit verschwindend gering ist.It is also known for single-pole high-speed DC switches to arrange the holding armature between the poles of the holding magnet and the overcurrent magnet. The overcurrent tripping is effected with these switches by the fact that the very powerful designed overcurrent magnet the armature of the also very powerful holding magnet tears off when the holding magnet is fully excited. With the switch according to the invention on the other hand, in the event of an overcurrent trip, the switching magnet is initially de-energized, and only then does the switch armature cause the disconnection under the action of its return spring. Of the overcurrent solenoid therefore only has the job of opening the release to apply econtact, the tearing work required in relation to the known switch is vanishingly small.

Der erfindungsgemäße Schalter ermöglicht eine sehr hohe Schaltgeschwindigkeit bei-Verwendung eines verhältnismäßig kleinen Überstrommagneten, wobei gleichzeitig Ferneinschaltung und Fernausschaltung unter Spannungsauslösung bei Wegbleiben der Betriebsspannung sowie eine einfache Art der Wärmeauslösung durch Kontaktunterbrechung sich von selbst ergeben, so daß der Schalter als Fernschalter, insbesondere fü,r den Motorschutz von Wechselstrom- und Drehstrommotoren, alle erforderlichen Eigenschaften aufweist und trotzdem verhältnismäßig klein ausfällt und wirtschaftlich herstellhar ist.The switch according to the invention enables a very high switching speed when using a relatively small overcurrent magnet, while at the same time Remote switch-on and remote switch-off under voltage release when the Operating voltage as well as a simple type of thermal release through contact interruption arise by themselves, so that the switch can be used as a remote switch, especially for r the motor protection of AC and three-phase motors, all the required properties has and still turns out to be relatively small and economical to manufacture is.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The object of the invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment illustrated.

Abb. i zeigt einen dreipoligen Schalter in Vorderansicht, Abb.2 einen solchen in Seitenansicht; Abb. 3 endlich gibt den Verlauf des Hauptstroms in jeder Phase wieder.Fig. I shows a three-pole switch in a front view, Fig. 2 a such in side view; Fig. 3 finally gives the course of the main stream in each Phase again.

Auf der Grundplatte i ist der Kern 2 des Schaltmagneten mit der Spannungsspule 3 befestigt. Um die feste Drehachse 7 sind der Schaltanker q. mit der Rückzugsfeder 8 und. der leichte überstromanker 6 mit der Rückzugsfeder 35 schwenkbar angeordnet. In einer Pfanne des Ankers q. sind schneidenartig drei gebogene Blattfedern 5 gelagert, die mit dem Schaltanker ,4 zusammen je ein Kniehebelgelenk bilden. Das andere Ende der Blattfedern 5 greift in Ausschnitte 38 der zwischen den drei Schalterpolen eingeschobenen _ Isolierzwischenwände 32 und legt sich gegen den federnden Kontakthebel i 8 des linken beweglichen Hauptkontaktes 23. Der Hauptkontakt 23 ist ebenso wie der gleichfalls. im Hauptstromkreis liegende bewegliche Hilfskontakt 2o an U-förmig gebogenen Kontaktfedern 17,i8 befestigt, die mit den auf der Grundplatte festgeschraubten Schienen 3q, und i 9 an den oberen Enden, wie weiter unten beschrieben, federnd verbunden sind. Durch die Kontaktfedern werden die beweglichen Kontaktstücke 2o, 23 auf die festen Kontaktstücke 21, 22 gedrückt. Durch die Schleifenform der Kontaktfedern 17, 18 werden elektrodynamische Kräfte zwischen den festen und beweglichen Kontakten, die bei Kurzschluß ein Abheben und Verschweißen der Kontakte verursachen können, wenigstens zum Teil aufgehoben. Zwischen den festen Kontäktstücken 21,a2, die nach oben hornartig für die Führung des Lichtbogens ausgebildet sind, ist die Wand 28 je einer Funkenkammer 27 geschoben, die auf den Schalter abnehmbar aufgesetzt ist. Zwischen den festen Schaltstücken jedes Pols ist die den Magnetkern 26 umgebende überstromspule 24 angeschlossen (s. auch Abb. 3), während eine bleichsinnig gewickelte Zusatzspule 25, die .=eine vergleichsweise hohe Windungszablhab.en kann, einerseits an dem festen Schaltstück 2 i, andererseits an der Schiene i 9 angeschlossen ist. Die Zusatzspule ist also in der Schlußstellung des Schalters durch die Hilfskontakte 20,21 überbrückt. An den Stirnseiten der Spule sind die Polbleche io angeordnet, die dem TJberstromanker 6 mit ihren schrägen, unteren, durch Isolierplatten i o" abgedeckten Kanten gegenüberstehen. Der über seinen Drehpunkt 7 verlängerte überstromanker 6 ist nach oben umgebogen und trägt eine Isolierglatte 9, deren unteres Ende über eine Stange 9" an dem Kippkontakthebel 13 des Auslösekontaktes i i angreift. Der Kontakthebel 13 ist in einer Pfanne i q. der Schiene i9 schwenkbar gelagert und wird durch die Totpunktsfeder 15 nach rechts gegen die verstellbare Gegenkontaktschraube i ä gezogen. Die als U-förmige Zweimetallstreifen 16 ausgebildeten Wärmeauslöser liegen mit ihren Schenkeln an den im übrigen voneinander isolierten Zuführungsschienen 19, 19Q, sind also in Reihe mit ihnen geschaltet. Der bzw. jeder Wärmeauslöser drückt mit seinem Arbeitsende bei Erreichung der dem Auslösestrom entsprechenden Temperatur der Kontaktkipphebel 13 über den Totpunkt rund öffnet damit den im Stromkreis der Schaltspule 3 liegenden Auslösekontakt i i.The core 2 of the switching magnet with the voltage coil 3 is attached to the base plate i. The switching armature q are around the fixed axis of rotation 7. with the return spring 8 and. the light overcurrent armature 6 with the return spring 35 is pivotably arranged. In a pan of the anchor q. three curved leaf springs 5 are mounted like cutting edges, which together with the switch armature 4 each form a toggle joint. The other end of the leaf springs 5 engages in cutouts 38 of the insulating partitions 32 inserted between the three switch poles and rests against the resilient contact lever i 8 of the left movable main contact 23. The main contact 23 is just like the one. Movable auxiliary contact 2o located in the main circuit is attached to U-shaped bent contact springs 17, i8, which are resiliently connected to rails 3q and i 9 at the upper ends, as described below, with the rails 3q and i 9 screwed to the base plate. The movable contact pieces 2o, 23 are pressed onto the fixed contact pieces 21, 22 by the contact springs. Due to the loop shape of the contact springs 17, 18 , electrodynamic forces between the fixed and movable contacts, which in the event of a short circuit, can cause the contacts to lift off and weld, are at least partially canceled. Between the fixed contact pieces 21, a2, which are designed like a horn to guide the arc, the wall 28 is pushed in each case by a spark chamber 27 which is detachably attached to the switch. The overcurrent coil 24 surrounding the magnetic core 26 is connected between the fixed contact pieces of each pole (see also Fig. 3), while an additional coil 25, wound in the same direction, which can have a comparatively high number of turns, on the one hand on the fixed contact piece 2 i, on the other hand is connected to the rail i 9. In the final position of the switch, the additional coil is bridged by the auxiliary contacts 20, 21. On the end faces of the coil, the pole plates are arranged, which face the overcurrent armature 6 with their sloping, lower edges covered by insulating plates engages via a rod 9 ″ on the toggle contact lever 13 of the trip contact ii. The contact lever 1 3 is in a pan i q. the rail i9 pivotably mounted and is pulled by the dead center spring 15 to the right against the adjustable mating contact screw i ä. The legs of the U-shaped bimetal strips 16 rest on the feed rails 19, 19Q, which are otherwise isolated from one another, and are therefore connected in series with them. The or each thermal release presses at the end of its work when the temperature corresponding to the release current is reached, the contact rocker arm 13 above the dead center, thus opening the release contact i i located in the circuit of the switching coil 3.

Im eingeschalteten Zustand, der in Abb. i dargestellt ist, liegt die Schaltspule 3 über Stellschraube 12, den geschlossenen Auslösekontakt i i und gegebenenfalls einen nicht gezeichneten Selbsthaltekontakt zwischen zwei Phasen an Spannung, und der Schaltanker ¢ wird gegen den Zug der Rückzugsfeder 8 angezogen gehalten. Die beweglichen Kontaktstücke 2o, 23 liegen unter dem Druck ihrer Kontaktfedern 17, i B an den festen Kontaktstücken 21, 22 an. Wird der Schaltmagnet 2 durch öffnen des Stromkreises der Schaltspule 3 entregt, so wird der Schaltanker q. nach oben gezogen, und die freien Enden der Blattfedern 5 drücken die linken Kontaktfedern 18 in die Ausschaltstellung. Beim Auftreten :eines Kurzschlusses hingegen wird durch die Zugkraft der überstromspulen --q. der leichte überstromanker 6 mit großer Geschwindigkeit von den Polblechen io angezogen; bereits nach einer geringen Schwenkung drückt er mit seinem rechten Ende die rechten Hilfskontaktfedern 18 und damit die Hilfskontakte 20 von den festen Kontaktstücken 21 ab. Hierdurch werden die bis dahin kurzgeschlossenen Zusatzspulen 25 in den Hauptstromkreis geschaltet, und der durch den äußeren Widerstand des Kurzschlußstromkreises bestimmte Kurzschlußstr om wird gewaltsam durch ihre Windungen gedrückt, so daß die Zugkraft auf den überstromanker 6 ganz erheblich verstärkt und daher der Auslösekontakt i i über Platte 9, Gestänge 9" und Kipphebel 13 s.chnellschalterartig mit sehr großer Geschwindigkeit geöffnet wird. Hierdurch läßt sich zumindest bei Schaltern für nicht zu hohe Stromstärken und daher mit verhältnismäßig leichten bewegten Massen erreichen, daß bei Wechselstrom die Stromunterbrechung etwa innerhalb einer Halbwelle vollendet ist, also im Stromnulldurchgang mit nur geringem Lichtbogen erfolgt. Nach Öffnen des Aus:lös:ekontaktes i i wird auch der Schaltanker 4. durch seine Rückzugsfeder 8 nach oben gezogen und in dieser Bewegung durch die Zugkraft der Polbleche io erheblich unterstützt, so daß er über die Kniehebelfeder 5 eine stoßartige Wirkung auf die Kontaktfedern 18 ausübt und so etwa im Entstehen begriffene Schweißstellen zwischen den Hauptkontakten 222,23 zerreißt.In the switched-on state, which is shown in Fig. I, the switching coil 3 is energized via adjusting screw 12, the closed release contact ii and possibly a self-holding contact (not shown) between two phases, and the switching armature ¢ is held in place against the pull of the return spring 8. The movable contact pieces 2o, 23 rest on the fixed contact pieces 21, 22 under the pressure of their contact springs 17, i B. If the switching magnet 2 is de-energized by opening the circuit of the switching coil 3, the switching armature q. pulled up, and the free ends of the leaf springs 5 press the left contact springs 18 into the off position. When a short circuit occurs, however, the tensile force of the overcurrent coils --q. the light overcurrent armature 6 attracted by the pole plates io at great speed; already after a slight pivoting, it presses the right auxiliary contact springs 18 and thus the auxiliary contacts 20 from the fixed contact pieces 21 with its right end. As a result, the additional coils 25, which had been short-circuited up to then, are switched into the main circuit, and the short-circuit current determined by the external resistance of the short-circuit circuit is forcibly pushed through its windings, so that the tensile force on the overcurrent armature 6 is increased considerably and therefore the trip contact ii via plate 9 , Linkage 9 "and rocker arm 13 is opened like a quick switch at a very high speed. As a result, at least with switches for currents that are not too high and therefore with relatively light moving masses, the current interruption is completed approximately within a half-wave with alternating current After opening the tripping contact ii, the armature 4 is also pulled upwards by its return spring 8 and is considerably supported in this movement by the tensile force of the pole plates, so that it is supported by the toggle spring 5 a jerky effect g exerts on the contact springs 18 and thus tears weld points which are about to be formed between the main contacts 222, 23.

Das zeitliche Zusammentreffen des Unterbrechungsvorganges mit dem Nulldurchgang der Wechselstromkurve kann weiter dadurch gefördert werden, daß man an der linken Kontaktfeder i 8 einen kleinen Klebemagnetanker 31 anbringt, der von den Polblechen io angezogen gehalten wird, bis der Stromwert des abfallenden Astes der Wechselstromkurve auf einen bestimmten Betrag gesunken ist. Wenn ein Kurzschluß auftritt, so wird der- Klebeanker 3 i von dem Magnetpol i o erst dann losgelassen, wenn der Strom auf einen bestimmten Wert gesunken ist. Die Kontaktöffnung erfolgt also bei einem Stromwert, der je nach der Geschwindigkeit, die die beschleunigten Massen annehmen, mehr oder weniger unterhalb dieses Wertes, also in noch größerer Nähe des Stromnulldurchganges liegt. Der Strom wird somit in der Nähe des Nulldurchganges, d. h. ohne oder reit nur schwacher Lichtbogenbildung unterbrochen. Der Kontaktabbrand ist daher gering, und der zusätzliche Kontaktdruck durch die Klebemagnete trägt dazu bei, ein Zusammenschweißen der Kontakte zu verhüten. Gegebenenfalls kann man durch einen weiteren Magnetkern 3o, der die Kontaktfeder 17 U-förmig umgibt, erreichen, daß der Klebeanker 31 nach dem Loslassen vom Magnetkern 3o angezogen wird, wodurch eine Beschleunigung der Kontaktöffnung, gegebenenfalls auch eine Einstellung desjenigen Stromwertes erzielt werden kann, bis zu dem herunter das Kleben stattfindet. Zweckmäßig ist es, bei Wechselstromschaltern die Massen der Hauptkontaktfedern 18 mit den Kontakten 23 und dem Klebeanker 31 sowie die des Kniehebelgliedes 5 so klein zu halten, daß die Eigenschwingung kleiner ist als eine Viertelwelle des Wechselstromes.The coincidence of the interruption process with the Zero crossing of the alternating current curve can be further promoted in that one on the left contact spring i 8 attaches a small adhesive magnet anchor 31, which is of the pole plates io is kept attracted until the current value of the falling branch the AC curve has dropped to a certain amount. When a short circuit occurs, the adhesive anchor 3 i is only released from the magnetic pole i o when the current has dropped to a certain value. The contact opens that is, at a current value that depends on the speed at which the accelerated Assume masses more or less below this value, that is to say in even greater proportions Is close to the current zero crossing. The current is thus close to the zero crossing, d. H. with no or only weak arcing interrupted. The contact erosion is therefore low, and the additional contact pressure is carried by the adhesive magnets helps to prevent the contacts from welding together. If necessary, you can by means of a further magnetic core 3o, which surrounds the contact spring 17 in a U-shape, that the adhesive anchor 31 is attracted after letting go of the magnetic core 3o, whereby an acceleration of the contact opening, possibly also an adjustment of that Current value can be achieved, down to which the sticking takes place. Appropriate is it, with AC switches, the masses of the main contact springs 18 with the contacts 23 and the adhesive anchor 31 and the toggle link 5 so small that the natural oscillation is smaller than a quarter wave of the alternating current.

Für die Einstellung des Kontaktdruckes, d. h. der Spannung der Federn i 7 , 18, sind die Einstellschrauben 29, 29a vorgesehen. Sie sind durch die oberen Bögen der Kontaktfedern 17 verdeckt. Die Kontaktfederschleifen i 7, i 8 sind so ausgebildet, daß sie nach Lösen einer Riegel- oder Anschlußschrau#be leicht herausgezogen werden können, z. B. greift die linke Anschlußschraube 36 mit ihrem Schaft in eine Bohrung der Schiene 34; erst nach ihrem Lösen kann die Kontaktfederschleife nach oben herausgezogen werden, so daß die Einstellschraube 29 zugänglich wird. Auf der rechten Schalterseite liegt dagegen beispielsweise das Ende der Schraube 29" in einer flachen Mulde der Kontaktfeder 17, so daß die Schleifen 17, 18 gegen den Druck ihres oberen, federnden Bogens nach oben herausgezogen werden können. Die Schrauben 33 können ebenfalls mit zur Einstellung des Kontaktdruckes benutzt werden, dienen aber besonders. zur Ausgleichung fabrikatorischer Unterschiede in den Angriffspunkten des Kniehebels 5 und des übers.tromankerteils 9 auf den Kontaktfedern 17.For setting the contact pressure, i. H. the tension of the springs i 7, 18, the adjusting screws 29, 29a are provided. You're through the top Arches of the contact springs 17 covered. The contact spring loops i 7, i 8 are like this designed that they can be easily pulled out after loosening a locking or connecting screw can be, e.g. B. engages the left terminal screw 36 with its shaft in a Bore of the rail 34; The contact spring loop can only move after it has been loosened be pulled out at the top so that the adjusting screw 29 is accessible. On the on the other hand, the end of the screw 29 ″ is in, for example, on the right side of the switch a shallow trough of the contact spring 17, so that the loops 17, 18 against the pressure their upper, resilient arch can be pulled out upwards. The screws 33 can also be used to set the contact pressure but especially. to compensate for manufacturing differences in the points of attack of the toggle lever 5 and the over-armature part 9 on the contact springs 17.

Der Anker des Schaltmagneten kann auch als Anker für die überstromauslösemagnete ausgebildet werden.The armature of the switching magnet can also be used as an armature for the overcurrent release magnet be formed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Unlinked, solenoid operated remote switch with thermal and magnetic quick release, especially for the protection of alternating and three-phase motors, with self-closing, external or internal spring tension standing contacts, characterized in that the armature (4) of the Switching magnets (2, 3) between the poles of the switching magnet and the quick release magnets (i o) is stored and with de-excitation caused by the heat or quick release of the switching magnet under the effect of a retraction force (8) via the toggle lever (4, 5) moves the movable contacts to the switch-off position.

2. Remote switch after Claim i, characterized in that a set of separate, in the main circuit horizontal auxiliary contacts (20, 21) are provided, which over-flow in the event of a short-circuit by means of an additional light overcurrent anchor (6) contrary opened by their own or an external force, creating an additional overcurrent winding (25) is switched into the main circuit, which the movement the anchor (6, ¢) accelerates.

3. Remote switch according to claim i and 2, characterized in that that the armature (q.) of the switching magnet (2) also acts as an armature for the overcurrent release magnet (24,26) is formed. q ..

Remote switch according to claims i to 3, characterized in that that the preferably horn-like and through an arc transverse wall (28) separate end terminals (21, 22) of the overcurrent coils (24,25) the fixed Counter contacts to the movable main (23) and auxiliary current contacts (23 or 2o) form.

5. Remote switch according to claim i to q., Characterized in that the The mass of the moving parts is kept so small that an alternating current interrupts the current is achieved approximately within a current half-wave.

6. Remote switch according to claim i to 5, characterized by such loop-shaped contact springs that the electrodynamic contact lifting forces are at least partially balanced.

7. Remote switch according to claim i to 6 for alternating or three-phase current, characterized by one adhesive anchor each attached to the contact springs (18) of the main contacts (23) (31), which of the overcurrent magnet (2q., 25, 26) up to a certain value of the sloping branch of the AC curve is recorded. B.

Remote switch according to Claims 1 to 7, characterized by an elastic member (5) which forms a toggle lever with the switching armature (q.), Which is supported with its free end against the main contact springs (18) and, after the adhesive armature is released, stretches, the natural frequency of vibration the moving masses is as small as possible than corresponds to a quarter wave of the alternating current to be interrupted.

9. Remote switch according to claim 8, characterized in that the toggle lever of each (5) is divided into as many individual springs as there are poles. ok Remote switch according to Claims i to 9, characterized in that both the pressure of the contacts (22, 23) and the point of support of the toggle spring (5) on the contact spring (18), e.g. B. are adjustable by screws (29, 33). i i. Remote switch according to claims i to io, characterized in that the contact spring loops (17, 18) can be pulled out after loosening a bolt or a connecting screw (36), releasing the adjusting elements (29) for the contact pressure.