DE877337C

DE877337C - Electric switch

Info

Publication number: DE877337C
Application number: DEP4975A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Pape
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-16
Filing date: 1951-01-16
Publication date: 1953-05-21

Description

Elektrischer Schalter Die Erfindung erstreckt sich auf einen elektrischen Schalter mit einem durch den Lichtbogengasdruck angetriebenen Differentialpumpkolben zur Erzeugung einer Lichtbogenlöschströmung beim Abschalten starker Ströme und mit einer Zusatzlöschströmung beim Abschalten sehwacher Ströme.Electrical switch The invention extends to an electrical switch Switch with a differential pumping piston driven by arc gas pressure for generating an arc extinguishing flow when switching off strong currents and with an additional extinguishing flow when switching off very weak currents.

Für derartige Schalter wurde ein Aufbau in Vorschlag gebracht, bei ,dem der Differentialkolben mit einer Druckfeder belastet war, die durch Verschieben des Pumpkolbens beim Einschalten mit Hilfe des Kontaktstiftes aufgeladen wird. Die Pumpbewegung des Kolbens bei Fortfall des Lichtbogengasdruckes ist bei diesem bekannten Schalter sehr gering, da die Feder nur auf einem kurzen Endweg während des Einschaltens vom Kontaktstift aufgeladen wird. Die Druckfeder lastet nur auf einem sehr kleinen Teil des Pumphubes auf dem Kolben. Dementsprechend kann,die Feder auch nur bei schwachen Strömen eine Löschströmung während einer sehr kurzen Zeit erzeugen, bei der eine endgültige Löschung noch nicht eintreten kann.A structure has been proposed for such switches , to which the differential piston was loaded with a compression spring, which was moved by moving of the pump piston is charged with the help of the contact pin when it is switched on. the Pumping movement of the piston when the arc gas pressure is removed is known in this case Switch very small, as the spring only has a short final travel when it is switched on is charged by the contact pin. The compression spring only bears on a very small one Part of the pump stroke on the piston. Accordingly, the spring can only be used for weak Currents generate an extinguishing current for a very short time in which one final deletion cannot yet occur.

Im Gegensatz zu diesem bekannten Schalter ist bei dem Erfindungsgegenstand eine durch die Gestängebewegung während des Einschaltens aufgeladene Druckfeder in der Weise eingebaut, daß sie bei Fortfall ,des zum Antrieb des Kolbens benötigten Lichtbogengasdruckes den Differentialkolben zwingt, seinen Pumphub voll zurückzulegen. Hierbei ist es in manchen Fällen vorteilhaft, einen zweiten durch eine Kraftfeder belasteten Kolben vorzusehen, der sich gegen den Differentialpumpkolben abstützt. Der Einbau dieses zweiten Kolbens wird hierbei zweckmäßig so durchgeführt, daß er den beim Pumpvorgang sich erweiternden Raum der Differentialpumpeinrichtung nach dem druckfreien Schalterraum abschließt. Wird .die Federkraft, eventuell unter Benutzung einer zweiten den Differenti,alkölben; während seiner Hubbewegung nicht belasteten Druckfeder; so abgestimmt, daß bei einem übermäßig ,hohen Druck in dem sich erweiternden Pumpenraum der zweite Kolben Auslaßöffnungen freilegt, so wirkt der federbelastete zweite Kolben gleichzeitig als Sicherheitsauslaß-Organ.In contrast to this known switch is in the subject matter of the invention a compression spring charged by the rod movement during switch-on installed in such a way that they needed to drive the piston if they were omitted Arc gas pressure forces the differential piston to cover its full pump stroke. In some cases it is advantageous to use a power spring for a second to provide loaded piston, which is supported against the differential pump piston. The installation of this second piston is expediently carried out so that it the space of the differential pumping device that expands during the pumping process locks the pressure-free switch room. Will .the spring force, possibly using a second den Differenti, alcohols; during its lifting movement not loaded compression spring; so tuned that at an excessively high pressure the second piston exposes outlet openings in the widening pump chamber, so the spring-loaded second piston acts at the same time as a safety outlet member.

Inder Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt: Das Bild i zeigt einen Schalter, bei dem der Differentialpumpkolben unmittelbar mit einer Antriebsfeder belastet ist, während in Bild 2 die Antriebsfeder des Pumpkolbens auf einen zweiten Koteben drückt, der sich seinerseits gegen den Differentialpumpkolben abstützt.Two exemplary embodiments are shown in the drawing: The picture i shows a switch in which the differential pumping piston is directly connected to a The drive spring is loaded, while in Figure 2 the drive spring of the pump piston presses on a second Koteben, which in turn presses against the differential pumping piston supports.

In Bild i ist das Schaltergehäuse mit i und die im Schaltergehäuse eingebaute Löschkammer mit 2 bezeichnet. In der Löschkammer befindet- sich der Differentialpumpkolben 3, der die Löschkammer in den Kolbenantriebsraum 4 und in ,den Kolbenpumpraum 5 unterteilt. Indem Kolbenboden sind Überströmventile 6 eingebaut, ;die während :des Einschaltens Flüssigkeit aus -dem Raum 4 zum Raum 5 übertreten lassen. Weiterhin besitzt der Kolbenantriebsraum Sicherheitsauslaßventile 7, die bei einem übermäßig hohen Druck im Raum 4 einen Teil- des Kammerinhaltes zum druckfreien Schalterraum 8 austreten lassen. In dem Kolbenantriebsrauen 4. befindet sich der ortsfeste Kontakt 9, von dem aus sich der zugehörige Kontaktstift iö-während .des Ausschaltens durch den Kolbenboden und durch ,den Pumpraum 5 in den drucklosen Schalterraum 8 bewegt. Außerhalb des Pumpnaumes.5 im drucklosen Schalterraum trägt der Schaltstift eineDruckplatte il,, die sich beim Einschalten gegen die Druckstifte 12 legt, die .im Differentialkolben 3 befestigt sind. Auf der Antriebsseite ist der Differentialkolben mit einer Druckfeder 13 belastet. Es ist natürlicb auch möglich, .den Differentiälpümpkolben @durch Zugstangen mit Hilfe der Schaltgestängebewegung in die Anfangspumplage zu bringen, in. der @d'ie auf den Kolben lastende Druckfeder aufgeladen ist.In picture i is the switch housing with i and the one in the switch housing built-in extinguishing chamber labeled 2. The differential pump piston is located in the extinguishing chamber 3, which connects the quenching chamber into the piston drive chamber 4 and into the piston pump chamber 5 divided. Overflow valves 6 are installed in the piston head, which during: the Turn on the liquid from room 4 to room 5. Farther The piston drive chamber has safety outlet valves 7, which in the event of an excessive high pressure in room 4 a part of the chamber contents to the pressure-free switch room 8 let out. The stationary contact is located in the piston drive shaft 4 9, from which the associated contact pin iö-during .the switch-off through moves the piston head and through, the pump chamber 5 into the pressureless switch chamber 8. Outside the pump chamber. 5 in the pressureless switch room, the switch pin carries a pressure plate il ,, which, when switched on, lies against the pressure pins 12 which .im the differential piston 3 are attached. On the drive side is the differential piston with a compression spring 13 charged. It is of course also possible to use pull rods for the differential pump piston to bring with the help of the shift rod movement in the initial pumping, in. the @ d'ie compression spring on the piston is charged.

Wird zur Durohführun@g einer Ausschaltung der Schaltstift io aus dem Kontakt 9 entfernt, so ver-.dampft in,der Umgebung des zwischen den beiden Kontakteng und io entstehenden Lichtbogens ein Teil des Flüssigkeitsinhaltes im Raum 4. Die Dampfbildung steigert den Antriebsdruck in diesem Raum, so daß der Differentialkolben 3 nunmehr sowohl,durch den Dampfdruck wie auch durch die Kraft der Feder 13 belastet ist. Der Kolben kann seinen Pumphub zunächst noch nicht ausführen. Erst in dem Zeitpunkt, in dem der Kontaktstift io die Öffnung im Kolbenboden freigelegt bat; kann -' Flüssigkeit aus dem Pumpraum 5 zum Kolbenantriebsrauen 4 übertreten, so daß (der Kolben 3 sich in Bewegung setzen wird. Der übertretende Flüssigkeitsstrahl dringt in die Lichtbogengassäule, kühlt sie kräftig und zerreißt im Stromntrlldurchgang die Gassäule. Die entstehende Lücke wird mit kühlem Löschmittel angefüllt, so daß meist im ersten Stromnulldurchgang bereits endgültige Löschung erfolgt. Soll aber ein sehr stromschwacher Lichtbogen abgeschaltet werden, so reicht die Lichtbogenenergie nicht aus, einen merkbaren Kolbenantriebsdruck zu erzeugen. - In diesem Fall verschiebt die Kraftfeder 13 allein den Kolben 3 und pumpt Flüssigkeit über den schwachen im Kolbenboden brennenden Lichtbogen, der schnellstens erlischt. Es wird hierdurch der Ausfall einer Löschströmung beim Abschalten sehr kleiner Ströme -sowie eine unzulässige Längung des Lichtbogens und die dadurch ermöglichten Störungen verhindert.If the switching pin io from the Contact 9 removed, so evaporated in, the vicinity of the between the two contacts and io resulting arc part of the liquid content in space 4. The Steam formation increases the drive pressure in this space, so that the differential piston 3 now loaded both by the steam pressure and by the force of the spring 13 is. The piston cannot yet execute its pump stroke. Only at the point in time in which the contact pin io uncovered the opening in the piston crown; can - 'liquid from the pump chamber 5 to the piston drive shaft 4, so that (the piston 3 will set in motion. The overflowing liquid jet penetrates the arc gas column, cools them vigorously and tears up the gas column in the flow passage. The emerging The gap is filled with cool extinguishing agent, so that mostly in the first current zero crossing final deletion has already taken place. But it should be a very low-current arc are switched off, the arc energy is not sufficient, a noticeable Generate piston drive pressure. - In this case, the power spring 13 moves alone the piston 3 and pumps liquid over the weak burning in the piston crown Arc that goes out very quickly. This results in the failure of an extinguishing flow when switching off very small currents - as well as an impermissible elongation of the arc and prevents the disruptions that this makes possible.

Beim Einschalten legt sich die Druckplatte i i !gegen die Druckstifte 12, und treibt den Kolben 3 entgegen der Druckfeder 13 in seine Anfangslage zurück.When switching on, the pressure plate lies against the pressure pins 1 2 and drives the piston 3 against the pressure spring 13 back into its initial position.

Bei dem Schalter nach Bild?, lastet die Druckfeder 13 nicht unmittelbar auf den Differentialpumpkolben, sondern sie drückt auf einen zweiten Kolben 14, der sich gegen den Differentialkolben stützt. Dieser zweite Kolben dient zugleich als Sicherheitsauslaßorgan für den Kolbenantriebsraum 4. In der Löschkammerwandung sind Öffnungen 15 vorhanden, die im eingeschalteten Zustand des Schalters durch den zweiten Kolben 14 verschlossen sind. Bei einer übermäßig hohen Druckspitze im Raum 4 wird der Gleitkolben r4 entgegen .der Federkraft 13 verstellt und läßt einen Teil des Kammerinhalts durch die freigelegten Öffnungen 15 zum druckfreien Schalterraum 8 abströmen. In vielen Fällen wird die Druckfeder 13 zum Abschalten schwacher Ströme ebenfalls verhältnismäßig schwach gehalten werden können. Um auch in diesem Fall den Grenzdruck im Raum 4, bei .dem ein Ausströmen aus der Kammer erfolgen soll, gut abstimmen zu können, ist es ratsam, eine zweite ein steiles Druckdiagramm aufweisende Zusatzdruckfe:der auf den zweiten Kolben 14 derart einwirken zu lassen"daß sie in ihrem Hub begrenzt .den Kolben 14 im eingeschalteten Zustand des Schalters berührt, ohne eine Verstellkraft auf den Kolben auszuüben. Sie tritt, die Feder 13 unterstützend, erst dann in Wirkung; sobald eine hohe Druckspitze im Raum 4 den Kolben 14 verstellt. Auf diese Weise werden die Auslaßöffnungen des Raumes 4 freigelegt.With the switch according to Fig. ?, the compression spring 13 does not load directly on the differential pump piston, but it presses on a second piston 14 which is supported against the differential piston. This second piston also serves as a safety outlet element for the piston drive chamber 4. In the quenching chamber wall there are openings 15 which are closed by the second piston 14 when the switch is switched on. At an excessively high peak pressure in the chamber 4 of the sliding piston is moved against r4 .the spring 13 and leaving a portion of the chamber contents flow out to the pressure-free space switch 8 through the exposed openings 1. 5 In many cases, the compression spring 13 for switching off weak currents can also be kept relatively weak. In order to be able to adjust the limit pressure in space 4 well in this case too, at which an outflow from the chamber is to take place, it is advisable to have a second additional pressure, which has a steep pressure diagram, act on the second piston 14 in this way " that it touches in its stroke limited .the piston 14 in the switched state of the switch, without a displacement force on the piston to exert it occurs, the spring 1 3 supportive, only then in effect;. soon as a high pressure peak in the chamber 4 moves the piston 14 In this way the outlet openings of the space 4 are exposed.

Die Arbeitsweise des Schalters ist abweichend : von .der Ausführungsform nach Bild i die folgende-. Werden die Schalterkontakte getrennt und dabei ein stromstarker Lichtbogen unterbrochen, so wird infolge des Druckanstiegs im Kolbenantriebsraum 4. der Differentialkolben 3 in Bewegung gesetzt, sobald der Kontaktstift io die Überströmöffnung im Boden :des Kolbens 3 freigelegt hat. Er hebt sich von dem zweiten Kolben 14 .ab, da dieser unter ,dem Druck in der Kammer 4 in seiner Lage verbleibt. Wird aber ein gewisser Grenzdruck im Raum 4 überschritten, so verstellt sich der Kolben 14 entgegen der Kraft,der Feder 13 bzw. auch entgegen der Kraft einer zweiten Stützfeder und legt Öffnungen 15 in der Löschkatnmerwandung frei, durch die ein Teil -des Kammerinhaltes zum druckfreien Schalterraum :abfließt. Ist der Grenzdruck im Raum 4 unterschritten, so kehrt der Kolben i4 in -die Lage zurück, in der er die Öffnungen 15 wieder verschlossen hält. Der Differentialkolben 13 hat inzwischen seinen Pumphub fortgesetzt und Löschflüssigkeit aus dem Raum 5 über den Lichtbogen hinweg zum Raum ,4 gepreßt und dabei Löschung es Lichtbogens herbeigeführt. Sobald der Kontaktstift io die Löschkammer verlassen hat, erfolgt ein Druckausgleich zwischen den Pumpenräumen 4,5 und dem druckfreien Schalterraum B. Die Feder 13 bewegt den Kolben 14 dem Differentialkolben 13 nach, bis beide zumAnschlag kommen.The mode of operation of the switch is different: from the embodiment according to Figure i the following. If the switch contacts are separated and a high-current arc is interrupted, the differential piston 3 is set in motion as a result of the pressure increase in the piston drive chamber 4, as soon as the contact pin has exposed the overflow opening in the base of the piston 3. It stands out from the second piston 14, since this remains in its position under the pressure in the chamber 4. If, however, a certain limit pressure in space 4 is exceeded, the piston 14 moves against the force of the spring 13 or against the force of a second support spring and exposes openings 15 in the Löschkatnmerwandung, through which a part of the chamber contents for pressure-free Counter room: drains. If the pressure falls below the limit pressure in space 4, the piston i4 returns to the position in which it keeps the openings 15 closed again. The differential piston 13 has meanwhile continued its pumping stroke and squeezed extinguishing liquid from the space 5 over the arc to the space 4, thereby causing the arc to be extinguished. As soon as the contact pin io has left the quenching chamber, pressure equalization takes place between the pump chambers 4, 5 and the pressure-free switch chamber B. The spring 13 moves the piston 14 after the differential piston 13 until both come to a stop.

Beim Einschalten werden auch in diesem Fall die Kolben entgegen der Federkraft 13 durch die Gestängebewegung wieder in ihre Anfangslage zurückgeführt. Hierbei kann Flüssigkeit von Raum q. durch die Überströ.mventile 6 zum Raum 5 überströmen.In this case, too, when switching on, the pistons are opposite to the Spring force 13 returned to its initial position by the rod movement. Here liquid from space q. overflow through the overflow valves 6 to room 5.

Wird aber ein stromschwacher Lichtbogen abgeschaltet, in welchem Fall kein Gasdruck in der Umgebung des Lichtbogens zum Antrieb des Differentialpumpkolbens in Erscheinung tritt, so setzt die Kraft -der Feder 13 die Kolben in Bewegung und preßt Löschflüssigkeit vom Pumpraum 5 über den Lichtbogen zum Raum .4 hinüber, so daß auch in diesem Fall recht frühzeitig eine endgültige Unterbrechung des Lichtbogens sichergestellt ist.But if a low-current arc is switched off, in which case no gas pressure around the arc to drive the differential pumping piston occurs, the force of the spring 13 sets the piston in motion and presses extinguishing liquid from the pump chamber 5 over the arc to room .4, see above that also in this case a definitive interruption of the arc very early is ensured.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical switch with a differential pump piston driven by the arc gas pressure to generate an arc extinguishing flow when switching off large currents and with an additional extinguishing flow when switching off small currents, characterized in that the differential pump piston is loaded in this way with a drive spring charged by the rod movement during switching on that the spring (i3) forces the differential piston (3), even if the arc gas pressure required to drive the piston ceases to exist, to cover its pumping stroke. Electric switch according to claim i, characterized in that a. second piston (1q.) loaded by a force spring is provided, which is supported against the differential pump piston (3). 3. Electrical switch according to claim 2, characterized in that the second piston (i4) is installed in the extinguishing chamber so that it closes the Kolbenantriebsrau.m (.4) of the differential pumping device after the pressure-free switch room (8). Electrical switch according to Claim 3, characterized in that, in the event of an excessively high pressure in the piston drive chamber (q.), The second piston (1q.) Loaded by a force spring (i3) and, if necessary, supported by a further force spring limited in its stroke, acts as a safety outlet element and Pressurized gases can escape to the pressure-free switch room (8). Referred publications: German patent specifications No. 626 987, 676 354 ..