EP0029205A1 - High-current switch - Google Patents

High-current switch Download PDF

Info

Publication number
EP0029205A1
EP0029205A1 EP80106966A EP80106966A EP0029205A1 EP 0029205 A1 EP0029205 A1 EP 0029205A1 EP 80106966 A EP80106966 A EP 80106966A EP 80106966 A EP80106966 A EP 80106966A EP 0029205 A1 EP0029205 A1 EP 0029205A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
switch according
support plates
membrane
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP80106966A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0029205B1 (en
Inventor
Johannes Neuser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH
Original Assignee
Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19792946124 external-priority patent/DE2946124A1/en
Priority claimed from DE19803020208 external-priority patent/DE3020208A1/en
Application filed by Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH filed Critical Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH
Publication of EP0029205A1 publication Critical patent/EP0029205A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0029205B1 publication Critical patent/EP0029205B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • H01H9/04Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/64Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts
    • H01H1/66Contacts sealed in an evacuated or gas-filled envelope, e.g. magnetic dry-reed contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/58Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5822Flexible connections between movable contact and terminal
    • H01H2001/5827Laminated connections, i.e. the flexible conductor is composed of a plurality of thin flexible conducting layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/002Very heavy-current switches

Definitions

  • the invention relates to a switch with opposing contact elements, which are supported by axially acting support plates, and with a gas-tight housing enclosing the contact elements, which is formed by the support plates and an annular membrane, which is gas-tightly connected to the two support plates .
  • Such a switch serving as a low-voltage switch is already known from DE-OS 27 02 103, the housing of the known switch being evacuated, so that it is a low-voltage vacuum switch.
  • the air pressure creates a pressure force which acts on the support plates and which must be taken into account in the actuating device for the switch.
  • This is disadvantageous because it affects the universal applicability of the switch.
  • Another disadvantage is that the need to evacuate the switch housing makes the manufacturing process considerably more complicated because the final assembly of the known switch, including complicated soldering and plating processes, must be done under vacuum.
  • Another disadvantage is that the annular membrane member that closes the vacuum space between the contact elements is in three parts.
  • a vacuum circuit breaker according to US Pat. No. 40.75 448 also has similar disadvantages.
  • German patent application P 28 52 471.2 proposes a low-voltage switch which is also encapsulated but contains a protective gas in the housing instead of a vacuum.
  • the switch contains a stainless steel bellows, which is soldered to one contact element on one edge and is screwed gas-tight at its other edge via a Teflon seal, which also provides the necessary insulation.
  • the object of the invention is to provide a switch of the type mentioned, which can be manufactured much more cost-effectively than is the case with the low-voltage switch known from DE-OS 27 02 103.
  • the cost savings should be achieved without sacrificing operational reliability and service life, and in particular it should also be achieved that the contact resistance between the two open contact elements does not change during the course deteriorated by many operating cycles, which is particularly disadvantageous if the switch is to serve as an empty switch.
  • annular membrane is formed by a bellows part made of flexible electrically insulating plastic material, the edges of which are fastened by means of clamping band devices to fastening ring surfaces of the support plates running around the contact element.
  • the novel low-voltage switch does not have these disadvantages, because the bellows part formed from the flexible plastic material does not have to be soldered to the contact elements or support plates in a cumbersome manner, but is simply pushed onto the corresponding seat surface, with the clamping devices possibly integrated into the plastic material and no longer require any special measures to fix the annular membrane.
  • plastic material is already electrically insulating and a special insulating ring is unnecessary, that the plastic material is completely unbreakable and, as tests have shown, compared to the heat and material influences occurring during switching during the expected is switch life fully grown and also on the inner membrane surface is precipitating sprayed off K ontaktmaterialteilchen by the inner movement of the diaphragm during the switching operation do not adhere, but fall off and thus there is no fear of the contact resistance between the two contact elements deterioration.
  • the bellows part has a bulge, the dimensions of which are adapted to the switching path of the contact elements. If the switching path is only short, for example, it is only a few millimeters, a relatively small bulge is sufficient. However, the switching path is larger, for example when the switch as z. B. In addition to a circuit breaker to be used for higher voltage loads with an opening path of 16 mm, for example, a bellows with a larger bulge will be used.
  • the bellows part must be made of plastic, which on the one hand ensures sufficient electrical insulation, but on the other hand also withstands the environmental influences that arise both from the inside of the switch (hot gases and spraying contact material in the case of switching operations under residual load) and from the outside (acids and alkalis and corrosive gases occur when used in electrolysis systems).
  • So-called fluoroelastomers have been found to be particularly suitable, for example a fluoroelastomer sold by 3M Kunststoff GmbH under the trade names "Fluorel FC-2176" and "Fluorel FC-2177".
  • the material has good chemical and heat resistance, high crosslinking speed and high elongation even at higher ambient temperatures.
  • the two support plates holding the contact elements are held rigidly by the actuating device, so that no special guidance of the two support plates to one another is required within the switch.
  • at least one axial hole, in particular a blind hole, through the respective contact element can be provided in the support plates, the holes being aligned with one another and have an insulating guide pin which is axially displaceable in at least the one hole. It is useful to give the guide pin a round cross-section and to keep it axially displaceable in the two holes with little play. With this arrangement, a sufficiently good guidance of the two contact elements or support plates is achieved in a very simple manner.
  • the guide pin can consist of glass-fiber reinforced polyamide, it usually being sufficient if only one guide pin arranged centrally with respect to the contact element is provided. If necessary and with larger contact surfaces, which may be necessary at very high currents, several guide pins can also be arranged.
  • a particularly cheap manufacture of the switch according to the invention can be achieved in particular in that the switch, apart from the bellows, consists of the same components for both contact sides.
  • circuits under current load cause material burns in the housing, the still existing ones remove interfering substances, such as moisture in particular, presumably by binding these substances to the resulting combustion products, be it by absorption or adsorption or by chemical reaction, so that a protective gas atmosphere is created automatically.
  • the support plate - from z. B. chrome copper can be made in one piece by mold casting, then only a material processing on the contact surfaces for the bellows part and for the contact element is necessary.
  • the contact element can most advantageously consist of a metal disk which is soldered into a corresponding depression on the support plate. Suitable materials for the contact elements include disks made of a silver-nickel alloy, the silver content preferably being 90%.
  • blind holes for attachment to the actuating devices can be produced in a particularly simple manner on the outer sides of the support plates in that threaded inserts are cast in at the same time.
  • threaded through holes can of course also be used, should this be cheaper in terms of production.
  • the novel switch described above can also serve as a switch element of an empty switch, which then consists of several such empty switch elements, especially when the current to be transmitted in the switched-on state, for example, significantly exceeds 10,000 A, because otherwise the contact area becomes so large that accurate parallel guidance leads to mechanical difficulties.
  • the permissible voltage when switched off should be more than, for example, 1,000 to 2,000 V, because then the necessary air gap (at 1,000 V AC or 1,200 V DC according to VDE regulations 9 mm) and creepage distance (at the specified stresses 16 mm) would have to be increased to such an extent that mechanical complications again occur.
  • the elements can be placed with their support plates on connecting lugs, which in turn are attached to a fixed mounting rail on one side of the switch and a mounting rail displaceable in the direction of the switch element axes of the switch can be kept insulated, the connecting lug on the fixed rail with the associated support plate advantageously being in one piece and the connecting lug on the movable rail advantageously consisting of a large number of parallel metal sheet strips such as copper sheet strips to simplify the construction on the one hand and the mobility on the other hand the moveable rail not to be affected by the rigidity of a connecting bracket.
  • the connecting tabs of the adjacent switch elements will each be connected in parallel or in rows one behind the other.
  • two switches or switch elements In order not only to enable a switch-off, in particular an empty switch, but also a switch-over, it is also possible to connect two switches or switch elements to a mechanical switch drive in such a way that the other is switched off when one is switched on. If you connect two switches or switch elements with two other switches or switches elements mechanically via a cross connection in such a way that two contacts open and two others close during the switching process, results in a two-pole changeover switch, which can be used, for example, as a pole reverser in general switchgear construction, in electroplating or in electric furnace construction. In particular, the two-pole switch can be used to switch from one system to another system.
  • the switch described here When used as an empty switch, the switch described here essentially only has a larger opening path of, for example, 9 mm, which means that it can not only be used as an empty switch for (almost de-energized) switching on and off of currents, if between the open contact pieces of each pole only a relatively low voltage occurs at the moment of switching, while voltages of, for example, 1,000 V are then permitted in the switched-off state, but this large opening travel also results in special operational reliability.
  • FIG. 1 shows the side view of a switch 10 according to one embodiment, which is explained in more detail in FIG. 2 in a longitudinal sectional view and in FIG. 3 in a cross-sectional illustration.
  • the switch consists of two opposite contact elements in the form of two circular contact disks 12, each of which is held by a support plate 14.
  • the contact disc 12, the z. B. consists of a silver alloy with a silver content of about 90%, placed in a corresponding depression in the end face of the support plate 14 and soldered to the entire surface. The depression results in a special protection of the edge of the plate 12 against lifting off under greater thermal stress.
  • the contact elements 12 are enclosed gas-tight by an annular membrane 16 which tightly connects the two support plates 14 together.
  • the two support plates 14 together with the annular membrane 16 form a closed chamber 18 in which the contact disks 12 can move in the axial direction in a protected manner.
  • the two support plates 14 can be moved towards one another by means not shown here until the two contact disks 12 lie against one another in their entire area and form a current transition which has a transmission power of several thousand amperes with a very low voltage drop. If, in contrast, the two supporting plates 14 and so that the contact discs 12 pulled apart by the actuating means, for example to 16 to 20 mm, 'an interruption of the circuit.
  • the annular membrane 16 In order to keep the tensile or compressive load on the material of the membrane 16 as small as possible, it is provided with an outward bulge according to FIG. 2, so that the annular membrane forms a kind of bellows part.
  • the inner part of the bellows part which is made of flexible, electrically insulating plastic material, rests on fastening ring surfaces 20 which run around the contact element 12 and are formed by the support plates 14. It is advantageous to countersink this annular surface 20 with respect to the foot part 22 of the support plate 14, which itself does not need to be round, but can also be square, for example, as shown in FIG. 3, so that a support surface 24 extends over the entire circumference for the annular membrane 16 results.
  • a clamping device 30 is provided in the illustrated embodiment see that a standard hose clamp 30 may, as in F ig. 1, or a more easily mountable and also a more uniform pressure clamping device, as shown in FIG. 7 in a perspective view.
  • two round openings 38 are provided near the band ends, into which a corresponding pliers-like tool can be used to pull the two ends of the steel band 32 together and thereby the window 36 over the hook 34 to guide and thus lock the steel band 32 around the membrane 16.
  • the support plate 14 is set down again, so that there is a further step 40 from which the actual carrier for the contact disk 12 extends in a cylindrical shape.
  • all the surface areas of the membrane 16 delimiting the interior of the switch housing are approximately the same distance from the contact disk gap 42, so that u. U. splashing material distributed relatively uniformly on this surface 44, which contributes to the longer life of the membrane material.
  • the membrane 16 preferably consists of a fluoroelastomer which is sufficiently resistant to chemical attacks from the outside, which can occur when using the switch for electrolysis baths, and to chemical and thermal attacks from the inside.
  • This material has the advantage that it can be processed as a raw elastomer using very simple injection molds and therefore there is the possibility of creating a series of switches with stepwise different nominal current values without great tool costs, so that the switch can be precisely adapted to the respectively required nominal current and so that optimal use of space is achieved.
  • a module row could be created in steps of 1000 A, which would range from 1000 to 10000 A. The.
  • both support plates 14 are constructed completely identically and can therefore be manufactured inexpensively with only one shape.
  • blind holes 54 can of course also be arranged subsequently (FIG. 4) or, instead, through holes 44, for. B. at the four corners of a rectangular support plate 14, as shown in Fig. 3.
  • the axial guide here consists in a simple manner of a guide pin 48 which is arranged in an axial blind hole 50 arranged in each support plate 14 with a ge know game 52 is run.
  • the guide pin 48 can for example consist of glass fiber reinforced polyamide.
  • FIGS. 4 to 6 show an embodiment. of the switch according to the invention, which does not have such an additional guide. Otherwise, the illustrated embodiment is quite analogous to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, but instead of the through holes 44, blind holes 54 are provided for fastening the support plates to the switch actuation devices (not shown).
  • the membrane 16 can be provided on its outer edges with a depression 56 which is arranged above the bead 28 (which engages in a groove 26 in the fastening ring surface 20) and into which, for example a fastening spiral 58, a fastening ring 60 or a band 62 can engage.
  • the switch described above in several embodiments can be designed to switch currents in the range from 1,000 to 12,000 A, for example. can also be used to construct a switch comprising a plurality of switch elements of the type described.
  • FIG. 9 shows a switch 70 constructed from five switch elements 10, FIG. 10 showing a sectional view through one of the switch elements 10.
  • the lower support plate 14, which is integrally connected to the outside in a connecting plate 15 goes, carried by an insulating piece 72 which in turn is fastened on a fastening rail 74 which is U-shaped in cross section.
  • the upper support plate 14 clamps with a further support plate 80 a connection tab 76 consisting of individual copper sheet strips with the interposition of a further insulating piece 78.
  • This part consisting of the components 14, 76, 78 and 80, is connected via a cushion-shaped connecting member 82 to an upper fastening rail 84 which is displaceable in the direction of the axis of the switch 10 and which in turn is U-shaped in cross section.
  • connection contact strips 86 and 88 are each connected to the connection contact strips 86 and 88, which are only shown in broken lines in FIG. 10, for example, each with four screw bolts, which each pass through four corresponding bores 90 and 92 in the lower and upper connection plate 15 and 76, see FIG. 11.
  • the fastening rails 74 and 84 are held by a suitable frame construction, which are held, for example, by side plates 94, 96, the upper fastening rail being connected at both ends to an eccentric drive and thereby being able to be moved up and down, the drive being, for example, by means of connecting rods 98 arranged on both sides takes place, which are connected to a drive shaft 100.
  • the drive shaft 100 in turn can be actuated either by a manual drive, for example by a lateral hand lever, or by a rotating front drive, or else by a motor drive, for which a corresponding space 102 is provided on the left side in FIG. 9, for example.
  • the distances between the individual connecting lugs 76 and 15, as well as the distances between the contact elements within the individual switch elements 10, depend on the respective required dielectric strength of the switch in the switched-off state. If the individual connection tabs 76 and 15 are connected in parallel to each other in order to achieve higher rated currents, the distances with regard to the dielectric strength do not play a role, but if, for example, the connection tab 15 of one switch element 10 is connected to the connection tab 76 of the next one in order to achieve higher dielectric strength Switch element 10 is connected by a bridge connection, the connecting tab 15 is in turn connected to the connecting tab 76 of the next switch element, etc.
  • the switch according to the invention is then suitable for higher nominal powers and also higher switching frequencies.
  • Switches of the type shown in Fig. 9, in particular when used as an empty switch or even consisting of only one element switches can also be combined in such a way that there is the possibility of switching, see Figs. 12 and 13, the one Side view (similar to FIG. 9) or a cross section (similar to FIG. 10) of such Selector switch 170, which mechanically combines two switch elements 10 for each phase in such a way that the other switch element is closed while one switch element is being closed. There are then a flexible connecting lug 76 and two fixed connecting lugs 77, 79 provided centrally between the support plates 14 of two cooperating switch elements 10.
  • the construction described can be used particularly well as an empty switch and as a low-voltage switch.
  • Empty switches are switches for almost currentless switching on, off or switching, low-voltage switches switches for switching on and off or switching currents when between the open switch pieces. ken each pole only a low voltage occurs at the moment of switching.
  • a special form of the circuit breaker is the isolating switch, a circuit breaker for nominal currents of 1000 - 100,000 A, which are always to be used when not switched under load. Due to their large opening path, special operational safety is ensured. With a clearance of 9 mm and a creepage distance of 16 mm, the insulation capacity is 1000 V AC or 1200 V DC.
  • Empty switches as changeover switches are similar in their properties to the empty switch, but the changeover switch can be used to switch from one system to another.
  • the area of application of these empty switches is general switchgear construction, electroplating (e.g. also as a pole changer), electric furnace construction and other areas with high currents but low voltages.
  • the switch according to the invention can be used not only as an empty switch, but also as a low-voltage switch or switch, even for very high currents.
  • the arrangement of the guide pins results in a guide which is sufficient to absorb even the forces which occur on the switch at such high currents (a few 100 to a few 1000 A) due to their magnetic action.

Landscapes

  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Es wird ein Schalter beschrieben, der zwei einander gegenüberliegende Kontaktelemente (12) aufweist, die von in axialer Richtung beweglichen Stützplatten (14) getragen werden und von einem Gehäuse gasdicht umschlossen werden, das von den Stützplatten (14) sowie einer ringförmigen Membran (16) gebildet wird. Der Schalter ist besonders für hohe Ströme bei relativ niedrigen Spannungen geeignet, wie sie z.B. bei der Elektrolyse auftreten. Die Membran (16) besteht aus einem Balgenteil aus flexiblem elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial, deren Ränder mittels Klemmeinrichtungen an um das Kontaktelement (12) herumlaufenden Befestigungsflächen (20) der Stützplatte (14) befestigt sind. Der Schalter hat einen hohen Übergangswiderstand im ausgeschalteten Zustand, weil durch die innere Flexibilität der Membran (16) durch Ausschaltlichtbögen auf die Membran (16) gespritzes Kontaktmaterial sich auf dieser nicht halten kann, sondern abfällt.A switch is described which has two opposing contact elements (12) which are supported by support plates (14) which are movable in the axial direction and are enclosed in a gastight manner by a housing which is supported by the support plates (14) and an annular membrane (16). is formed. The switch is particularly suitable for high currents at relatively low voltages, e.g. occur during electrolysis. The membrane (16) consists of a bellows part made of flexible electrically insulating plastic material, the edges of which are fastened by means of clamping devices to fastening surfaces (20) of the support plate (14) running around the contact element (12). The switch has a high contact resistance when it is switched off, because the internal flexibility of the membrane (16) caused by switching arcs on the contact material sprayed onto the membrane (16) cannot hold onto it, but falls off.

Description

.Die Erfindung betrifft einen Schalter mit einander gegenüberliegenden Kontaktelementen, die von durch axial einwirkende Kraft betätigbaren Stützplatten getragen werden, und mit einem die Kontaktelemente gasdicht einschließenden Gehäuse, das von den Stützplatten und einer ringförmigen Membran gebildet wird, die gasdicht mit den beiden Stützplatten verbunden ist.The invention relates to a switch with opposing contact elements, which are supported by axially acting support plates, and with a gas-tight housing enclosing the contact elements, which is formed by the support plates and an annular membrane, which is gas-tightly connected to the two support plates .

Ein derartiger als Niederspannungsschalter dienender Schalter ist bereits aus der DE-OS 27 02 103 bekannt, wobei das Gehäuse des bekannten Schalters evakuiert ist, so daß es sich um einen Niederspannungsvakuumschalter handelt. Bei einem derartigen Vakuumschalter entsteht durch den Luftdruck eine auf die Stützplatten einwirkende Druckkraft, die bei der Betätigungseinrichtung für den Schalter berücksichtigt werden muß. Dies ist von Nachteil, weil dadurch die universelle Anwendbarkeit des Schalters leidet. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß durch die Notwendigkeit, das Schaltergehäuse zu evakuieren, das Herstellungsverfahren erheblich verkompliziert wird, weil die Endmontage des bekannten Schalters einschließlich komplizierter Löt- und Plattierungsverfahren unter Vakuum vorgenommen werden müssen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß das den Vakuumraum zwischen den Kontaktelementen abschließende ringförmige Membranglied dreiteilig ist. Es besteht nämlich aus zwei metallischen gewellten Ringscheiben, die einerseits an den Kontaktelementen bzw. Stützplatten, andererseits an einem das dritte Teil bildenden teilweise metallisierten Keramikring dicht angelötet sind. Der Keramikring dient zur Isolation der beiden Kontaktelemente. Von Nachteil ist hier außerdem, daß dieser Keramikring stoßempfindlich ist und daß durch aufspritzendes Kontaktmaterial mit der Zeit eine leitende Schicht auf diesem Keramikring entstehen kann, die die Isolationswerte erheblich verschlechtern kann.Such a switch serving as a low-voltage switch is already known from DE-OS 27 02 103, the housing of the known switch being evacuated, so that it is a low-voltage vacuum switch. In such a vacuum switch, the air pressure creates a pressure force which acts on the support plates and which must be taken into account in the actuating device for the switch. This is disadvantageous because it affects the universal applicability of the switch. Another disadvantage is that the need to evacuate the switch housing makes the manufacturing process considerably more complicated because the final assembly of the known switch, including complicated soldering and plating processes, must be done under vacuum. Another disadvantage is that the annular membrane member that closes the vacuum space between the contact elements is in three parts. It consists of two corrugated metallic washers, which are soldered tightly on the one hand to the contact elements or support plates, on the other hand to a partially metallized ceramic ring forming the third part. The ceramic ring serves to isolate the two contact elements. It is also disadvantageous here that this ceramic ring is sensitive to shock and that, over time, spray-on contact material can form a conductive layer on this ceramic ring, which can considerably impair the insulation values.

Ähnliche Nachteile weist auch ein Vakuum-Trennschalter gemäß der US-PS 40.75 448 auf.A vacuum circuit breaker according to US Pat. No. 40.75 448 also has similar disadvantages.

Um das in verschiedener Hinsicht nachteilige Vakuumsystem zu vermeiden, wird in der deutschen Patentanmeldung P 28 52 471.2 der Anmelderin ein Niederspannungsschalter vorgeschlagen, der ebenfalls gekapselt ist, aber statt einem Vakuum ein Schutzgas in dem Gehäuse enthält. Der Schalter enthält als ringförmige Membran einen Edelstahlbalg, der an seinem einen Rand mit dem einen Kontaktelement verlötet und an seinem anderen Rand über eine Teflon-Dichtung, die gleichzeitig auch noch die notwendige Isolierung ergibt, gasdicht verschraubt ist.In order to avoid the vacuum system, which is disadvantageous in various respects, the applicant's German patent application P 28 52 471.2 proposes a low-voltage switch which is also encapsulated but contains a protective gas in the housing instead of a vacuum. As an annular membrane, the switch contains a stainless steel bellows, which is soldered to one contact element on one edge and is screwed gas-tight at its other edge via a Teflon seal, which also provides the necessary insulation.

Zwar arbeitet dieser Schalter recht zufriedenstellend, jedoch ist für viele Anwendungsfälle das vorgeschlagene System noch zu kostenaufwendig.Although this switch works quite satisfactorily, the proposed system is still too expensive for many applications.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schalters der eingangs genannten Art, der wesentlich kostengünstiger hergestellt werden kann, als es bei dem aus der DE-OS 27 02 103 bekannten Niederspannungsschalter der Fall ist. Die Kosteneinsparung sollte erreicht werden, ohne daß Abstriche an der Betriebssicherheit und Lebensdauer gemacht werden, wobei insbesondere noch erreicht werden sollte, daß sich der Übergangswiderstand zwischen den beiden geöffneten Kontaktelementen nicht im Laufe von vielen Betriebszyklen verschlechtert, was besonders dann, wenn der Schalter als Leerschalter dienen soll, von Nachteil ist.The object of the invention is to provide a switch of the type mentioned, which can be manufactured much more cost-effectively than is the case with the low-voltage switch known from DE-OS 27 02 103. The cost savings should be achieved without sacrificing operational reliability and service life, and in particular it should also be achieved that the contact resistance between the two open contact elements does not change during the course deteriorated by many operating cycles, which is particularly disadvantageous if the switch is to serve as an empty switch.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß
die ringförmige Membran von einem Balgenteil aus flexiblem elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial gebildet wird, deren Ränder mittels Klemmbändereinrichtungen an um das Kontaktelement herumlaufenden Befestigungsringflächen der Stützplatten befestigt sind.
This problem is solved in that
the annular membrane is formed by a bellows part made of flexible electrically insulating plastic material, the edges of which are fastened by means of clamping band devices to fastening ring surfaces of the support plates running around the contact element.

Gegenüber der bekannten ringförmigen Membran, die aus drei Einzelteilen besteht und im Vakuum mit den Kontaktelementen bzw. Stützplatten verlötet werden muß, wobei der zu Isolationszwecken erforderliche Keramikring zum einen bruchempfindlich ist, zum anderen mit der Zeit abgespritztes Kontaktmaterial sammelt, die zu einer Verschlechterung des Übergangswiderstandes bei geöffneten Kontaktelementen führt, weist der neuartige Niederspannungsschalter diese Nachteile nicht auf, weil der aus dem flexiblen Kunststoffmaterial gebildete Balgenteil nicht in umständlicher Weise mit den Kontaktelementen bzw. Stützplatten verlötet zu werden braucht, sondern nur einfach auf die entsprechende Sitzfläche aufgeschoben wird, wobei die Klemmeinrichtungen ggf. in das Kunststoffmaterial integriert sind und keine besonderen Maßnahmen zur Festlegung der ringförmigen Membran mehr erfordern. Ein weiterer Vorteil ist der, daß das Kunststoffmaterial von Hause aus bereits elektrisch isolierend ist und ein besonderer isolierender Ring entbehrlich wird, daß das Kunststoffmaterial völlig bruchfest ist und, wie Versuche gezeigt haben, gegenüber den beim Schalten auftretenden Wärme- und Materialeinflüssen während der zu erwartenden Schalterlebensdauer voll gewachsen ist und zudem auf der inneren Membranfläche sich niederschlagende abgespritzte Kontaktmaterialteilchen durch die innere Bewegung der Membran während des Schaltvorganges nicht haften bleiben, sondern abfallen und dadurch eine Verschlechterung des Übergangswiderstandes zwischen den beiden Kontaktelementen nicht zu befürchten ist.Compared to the known ring-shaped membrane, which consists of three individual parts and must be soldered to the contact elements or support plates in a vacuum, the ceramic ring required for insulation purposes being sensitive to breakage on the one hand and collecting contact material that has been sprayed off over time, which leads to a deterioration in the contact resistance leads when the contact elements are open, the novel low-voltage switch does not have these disadvantages, because the bellows part formed from the flexible plastic material does not have to be soldered to the contact elements or support plates in a cumbersome manner, but is simply pushed onto the corresponding seat surface, with the clamping devices possibly integrated into the plastic material and no longer require any special measures to fix the annular membrane. Another advantage is that the plastic material is already electrically insulating and a special insulating ring is unnecessary, that the plastic material is completely unbreakable and, as tests have shown, compared to the heat and material influences occurring during switching during the expected is switch life fully grown and also on the inner membrane surface is precipitating sprayed off K ontaktmaterialteilchen by the inner movement of the diaphragm during the switching operation do not adhere, but fall off and thus there is no fear of the contact resistance between the two contact elements deterioration.

Die Dichtheit zwischen der flexiblen Membran und den Befestigungsringflächen der Stützplatten ist, da nicht mit Vakuum gearbeitet zu werden braucht, völlig ausreichend. Zur zusätzlichen Sicherung kann jedoch in der Befestigungsringfläche eine ringförmige Nut angebracht werden, in die ein entsprechend geformter ringförmiger Vorsprung auf der inneren Fläche des Balgenrandes paßt. Durch zusätzliche Klemmeinrichtungen, wie herkömmliche Schlauchklemmen oder neuartige Edelstahlringbänder, läßt sich die Befestigung noch sicherer gestalten.The tightness between the flexible membrane and the mounting ring surfaces of the support plates is completely sufficient since there is no need to work with a vacuum. For additional security, however, an annular groove can be made in the fastening ring surface, into which a correspondingly shaped annular projection fits on the inner surface of the bellows edge. The attachment can be made even more secure by additional clamping devices, such as conventional hose clamps or new stainless steel ring bands.

Um das Material des Balgenteils nicht allzu flexibel machen . zu müssen, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung günstig, wenn das Balgenteil eine Ausbauchung aufweist, deren Ausmaße dem Schaltweg der Kontaktelemente angepaßt sind. Ist der Schaltweg nur gering, beträgt er beispielsweise nur wenige Millimeter, genügt eine verhältnismäßig geringe Ausbauchung. Ist der Schaltweg jedoch größer, beispielsweise dann, wenn der Schalter als z. B. zusätzlich zu einem Leistungsschalter anzuwendender Leerschalter für höhere Spannungsbelastung mit einem öffnungsweg von beispielsweise 16 mm benutzt werden soll, wird ein Balg mit größerer Ausbauchung Anwendung finden.In order not to make the material of the bellows part too flexible. To have to, it is advantageous according to a development of the invention if the bellows part has a bulge, the dimensions of which are adapted to the switching path of the contact elements. If the switching path is only short, for example, it is only a few millimeters, a relatively small bulge is sufficient. However, the switching path is larger, for example when the switch as z. B. In addition to a circuit breaker to be used for higher voltage loads with an opening path of 16 mm, for example, a bellows with a larger bulge will be used.

Der Balgenteil muß aus einem Kunststoff bestehen, der zum einen ausreichende elektrische Isolation sicherstellt, zum anderen aber auch den Umwelteinflüssen standhält, die sowohl aus dem Schalterinneren (Heißgase und abspritzendes Kontaktmaterial im Falle von Schaltvorgängen unter Restlast) sowie auch von außen (Säuren und Laugen und ätzende Gase bei Anwendung in Elektrolyseanlagen) auftreten. Als besonders geeignet haben sich dabei sogenannte Fluorelastomere herausgestellt, beispielsweise ein Fluorelastomer, der unter dem Handelsnamen "Fluorel FC-2176" und "Fluorel FC-2177" von der Firma 3M Deutschland GmbH vertrieben wird. Das Material besitzt gute Chemikalien- und Hitzebeständigkeit, hohe Vernetzungsgeschwindigkeit und hohe Dehnung auch bei höheren Umgebungstemperaturen.The bellows part must be made of plastic, which on the one hand ensures sufficient electrical insulation, but on the other hand also withstands the environmental influences that arise both from the inside of the switch (hot gases and spraying contact material in the case of switching operations under residual load) and from the outside (acids and alkalis and corrosive gases occur when used in electrolysis systems). So-called fluoroelastomers have been found to be particularly suitable, for example a fluoroelastomer sold by 3M Deutschland GmbH under the trade names "Fluorel FC-2176" and "Fluorel FC-2177". The material has good chemical and heat resistance, high crosslinking speed and high elongation even at higher ambient temperatures.

Normalerweise werden die beiden die Kontaktelemente haltenden Stützplatten von der Betätigungseinrichtung starr gehalten, so daß keine besondere Führung der beiden Stützplatten zueinander innerhalb des Schalters erforderlich ist. Soll jedoch der Schalter in Anlagen Verwendung finden, wo diese präzise Führung der Stützplatten nicht vorgesehen ist, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in den Stützplatten jeweils zumindest ein axiales, das jeweilige Kontaktelement durchbrechendes Loch, insbesondere Sackloch, vorgesehen werden, wobei die Löcher zueinander fluchten und einen isolierenden Führungszapfen aufweisen, der in zumindest dem einen Loch axial verschieblich ist. Zweckmäßigerweise wird man dem Führungszapfen einen runden Querschnitt geben und ihn in den beiden Löchern mit nur geringem Spiel axial verschieblich halten. Durch diese Anordnung wird in sehr simpler Weise eine ausreichend gute Führung der beiden Kontaktelemente bzw. Stützplatten erreicht.Normally, the two support plates holding the contact elements are held rigidly by the actuating device, so that no special guidance of the two support plates to one another is required within the switch. However, if the switch is to be used in systems where this precise guidance of the support plates is not provided, according to a further development of the invention, at least one axial hole, in particular a blind hole, through the respective contact element, can be provided in the support plates, the holes being aligned with one another and have an insulating guide pin which is axially displaceable in at least the one hole. It is useful to give the guide pin a round cross-section and to keep it axially displaceable in the two holes with little play. With this arrangement, a sufficiently good guidance of the two contact elements or support plates is achieved in a very simple manner.

Der Führungszapfen kann aus glasfaserverstärktem Polyamid bestehen, wobei es meist ausreicht, wenn lediglich ein, mittig bezüglich des Kontaktelements angeordneter Führungszapfen, vorgesehen wird. Gegebenenfalls und bei größeren Kontaktflächen, die bei sehr hohen Strömen notwendig sein können, können jedoch auch mehrere Führungszapfen angeordnet werden.The guide pin can consist of glass-fiber reinforced polyamide, it usually being sufficient if only one guide pin arranged centrally with respect to the contact element is provided. If necessary and with larger contact surfaces, which may be necessary at very high currents, several guide pins can also be arranged.

Eine besonders billige Herstellung des erfindungsgemäßen Schalters läßt sich insbesondere dadurch erreichen, daß der Schalter, abgesehen vom Balgen, für beide Kontaktseiten aus gleichen Bauteilen besteht. Verbilligend wirkt sich auch aus, daß das Gehäuse nicht evakuiert zu werden braucht, sondern statt dessen mit einem inerten Gas, beispielsweise dem billigen Stickstoff, gefüllt werden kann, wobei dieser Füllvorgang erst ganz zum Schluß bei der Herstellung des Schalters notwendig ist, so daß die vorhergehenden Schritte keine besonderen Schutzgas- oder Vakuumeinrichtungen erfordern. Bei nicht zu hohen Anforderungen ist es sogar möglich, auf eine Füllung mit inertem Gas überhaupt zu verzichten. Durch einige Schaltungen unter Strombelastung treten Materialverbrennungen im Gehäuse auf, die noch vorhandene störende Stoffe, wie insbesondere Feuchtigkeit, beseitigen, vermutlich dadurch, daß diese Stoffe an die entstehenden Verbrennungsprodukte gebunden werden, sei es durch Ab- oder Adsorption oder durch chemische Reaktion, so daß eine Schutzgasatmosphäre automatisch entsteht.A particularly cheap manufacture of the switch according to the invention can be achieved in particular in that the switch, apart from the bellows, consists of the same components for both contact sides. The fact that the housing does not need to be evacuated, but instead can be filled with an inert gas, for example the cheap nitrogen, also has a reducing effect, this filling process being necessary only at the very end in the manufacture of the switch, so that the previous steps do not require special protective gas or vacuum devices. If the requirements are not too high, it is even possible to dispense with filling with inert gas. Some circuits under current load cause material burns in the housing, the still existing ones remove interfering substances, such as moisture in particular, presumably by binding these substances to the resulting combustion products, be it by absorption or adsorption or by chemical reaction, so that a protective gas atmosphere is created automatically.

Eine weitere Herstellungsverbilligung läßt sich noch dadurch erreichen, daß im Gegensatz zum Stand der Technik die Stützplatte - aus z. B. Chromkupfer durch Kokillenguß einstückig hergestellt werden kann, wobei dann lediglich noch eine Materialbearbeitung an den Auflageflächen für den Balgenteil sowie für das Kontaktelement notwendig ist. Dabei kann das Kontaktelement am günstigsten aus einer Metallscheibe bestehen, die in eine entsprechende Einsenkung auf der Stützplatte eingelötet wird. Als Material für die Kontaktelemente eignen sich u. a. Scheiben aus einer Silbernickellegierung, wobei der Silbergehalt vorzugsweise bei 90 % liegt.Another manufacturing reduction can be achieved in that, in contrast to the prior art, the support plate - from z. B. chrome copper can be made in one piece by mold casting, then only a material processing on the contact surfaces for the bellows part and for the contact element is necessary. The contact element can most advantageously consist of a metal disk which is soldered into a corresponding depression on the support plate. Suitable materials for the contact elements include disks made of a silver-nickel alloy, the silver content preferably being 90%.

Wird die Stützplatte durch Kokillenguß hergestellt, lassen sich in besonders einfacher Weise an den Außenseiten der Stützplatten Sacklöcher zur Befestigung an den Betätigungseinrichtungen dadurch herstellen, daß Gewindeeinsätze gleich mit eingegossen werden.If the support plate is produced by die casting, blind holes for attachment to the actuating devices can be produced in a particularly simple manner on the outer sides of the support plates in that threaded inserts are cast in at the same time.

Statt dessen können natürlich auch mit Gewinde versehene Durchgangslöcher Verwendung finden, falls dies herstellungsmäßig günstiger sein sollte.Instead of this, threaded through holes can of course also be used, should this be cheaper in terms of production.

Der vorstehend beschriebene neuartige Schalter kann auch als Schalterelement eines Leerschalters dienen, der dann aus mehreren derartigen Leerschalterelementen besteht, insbesondere dann, wenn der im eingeschalteten Zustand zu übertragende Strom beispielsweise 10.000 A wesentlich überschreitet, weil sonst die Kontaktfläche so groß wird, daß eine genaue Parallelführung zu mechanischen Schwierigkeiten führt.The novel switch described above can also serve as a switch element of an empty switch, which then consists of several such empty switch elements, especially when the current to be transmitted in the switched-on state, for example, significantly exceeds 10,000 A, because otherwise the contact area becomes so large that accurate parallel guidance leads to mechanical difficulties.

Ebenso ist eine Kombination von mehreren Leerschalterelementen dann von Vorteil, wenn die im ausgeschalteten Zustand zulässige Spannung mehr als beispielsweise 1.000 bis 2.000 V betragen soll, weil dann die notwendige Luftstrecke (bei 1.000 V Wechselstrom oder 1.200 V Gleichstrom gemäß den VDE-Vorschriften 9 mm) und Kriechstrecke (bei den angegebenen Spannungen 16 mm) soweit vergrößert werden müßten, daß wiederum mechanische Komplikationen auftreten.Likewise, a combination of several empty switch elements is advantageous if the permissible voltage when switched off should be more than, for example, 1,000 to 2,000 V, because then the necessary air gap (at 1,000 V AC or 1,200 V DC according to VDE regulations 9 mm) and creepage distance (at the specified stresses 16 mm) would have to be increased to such an extent that mechanical complications again occur.

Um mehrere Schalterelemente zu einem Schalter zu vereinigen, können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Elemente mit ihren Stützplatten auf Anschlußlaschen aufgelegt werden, die ihrerseits von auf einer festen Befestigungsschiene auf der einen Seite des Schalters und einer in Richtung der Schalterelementachsen verschieblichen Befestigungsschiene auf der anderen Seite des Schalters isoliert gehalten werden, wobei die auf der festen Schiene befindliche Anschlußlasche mit der zugehörigen Stützplatte günstigerweise einstückig und die Anschlußlasche auf der beweglichen Schiene vorteilhafterweise aus einer großen Zahl parallel zueinanderliegender Metallblechstreifen wie Kupferblechstreifen bestehen kann, um einerseits die Konstruktion zu vereinfachen, andererseits die Beweglichkeit der beweglichen Schiene nicht durch die Steifheit einer Anschlußlasche zu beeinträchtigen.In order to combine several switch elements into one switch, according to a further development of the invention, the elements can be placed with their support plates on connecting lugs, which in turn are attached to a fixed mounting rail on one side of the switch and a mounting rail displaceable in the direction of the switch element axes of the switch can be kept insulated, the connecting lug on the fixed rail with the associated support plate advantageously being in one piece and the connecting lug on the movable rail advantageously consisting of a large number of parallel metal sheet strips such as copper sheet strips to simplify the construction on the one hand and the mobility on the other hand the moveable rail not to be affected by the rigidity of a connecting bracket.

Je nachdem, ob die Schalter parallel oder in Serie geschaltet werden sollen, wird man die Anschlußlaschen der nebeneinanderliegenden Schalterelemente jeweils zueinander parallel oder reihenweise hintereinander schalten.Depending on whether the switches are to be connected in parallel or in series, the connecting tabs of the adjacent switch elements will each be connected in parallel or in rows one behind the other.

Um nicht nur eine Ausschaltung, insbesondere Leerschaltung zu ermöglichen, sondern auch eine Umschaltung, ist es auch möglich, zwei Schalter oder Schalterelemente derart mit einem mechanischen Schalterantrieb zu verbinden, daß beim Einschalten des einen der andere ausgeschaltet wird. Verbindet man jeweils zwei Schalter oder Schalterelemente mit zwei anderen Schaltern oder Schalterelementen über eine Kreuzverbindung mechanisch derart, daß sich beim Schaltvorgang jeweils zwei Kontakte öffnen und zwei andere schließen, ergibt sich ein zweipoliger Umschalter, der beispielsweise als Polwender im allgemeinen Schaltanlagenbau, in der Galvanotechnik oder im Elektroofenbau eingesetzt werden kann. Insbesondere kann mit dem zweipoligen Umschalter von einem System auf ein anderes System umgeschaltet werden. Der hier beschriebene Schalter weist bei Verwendung als Leerschalter gegenüber der Verwendung als Niederspannungsschalter im wesentlichen nur einen größeren öffnungsweg von beispielsweise 9 mm auf, wodurch sich nicht nur die Anwendbarkeit als Leerschalter zum (annähernd stromlosen) Ein- und Ausschalten von Strömen ergibt, wenn zwischen den geöffneten Schaltstücken jedes Pols nur eine verhältnismäßig geringe Spannung im Augenblick des Schaltens auftritt, während im ausgeschalteten Zustand dann Spannungen von beispielsweise 1.000 V zulässig sind, sondern es ergibt sich durch diesen großen Öffnungsweg auch eine besondere Betriebssicherheit.In order not only to enable a switch-off, in particular an empty switch, but also a switch-over, it is also possible to connect two switches or switch elements to a mechanical switch drive in such a way that the other is switched off when one is switched on. If you connect two switches or switch elements with two other switches or switches elements mechanically via a cross connection in such a way that two contacts open and two others close during the switching process, results in a two-pole changeover switch, which can be used, for example, as a pole reverser in general switchgear construction, in electroplating or in electric furnace construction. In particular, the two-pole switch can be used to switch from one system to another system. When used as an empty switch, the switch described here essentially only has a larger opening path of, for example, 9 mm, which means that it can not only be used as an empty switch for (almost de-energized) switching on and off of currents, if between the open contact pieces of each pole only a relatively low voltage occurs at the moment of switching, while voltages of, for example, 1,000 V are then permitted in the switched-off state, but this large opening travel also results in special operational reliability.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments which are illustrated in the drawings.

Es zeigt

  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters bzw. Schalterelements;
  • Fig. 2 einen Axialschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Schalter, der gemäß der dargestellten Ausführungsform einen Führungszapfen aufweist;
  • Fig. 3 eine Schnittansicht durch den Schalter der Fig. 2 längs der Linien III-III;
  • Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters;
  • Fig. 5,6 einen Axialschnitt durch bzw. eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform;
  • Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer als Klemmeinrichtung besonders geeigneten neuartigen Schlauchschelle;
  • Fig. 8 eine Detailansicht des Verschlusses dieser in Fig. 7 dargestellten Schlauchschelle;
  • Fig. 9 eine Seitenansicht eines aus fünf Schalterelementen bestehenden fünfphasigen Ein-/Ausschalters;
  • Fig. 10 eine Querschnittansicht durch den Schalter der Fig. 9;
  • Fig. 11 eine Draufsicht auf den Schalter der Fig. 9;
  • Fig. 12 eine Seitenansicht eines sechs Schalterelemente umfassenden dreiphasigen Umschalters; und
  • Fig. 13 eine Querschnittansicht durch den Umschalter der Fig. 12.
It shows
  • Figure 1 is a side view of an embodiment of the switch or switch element according to the invention.
  • FIG. 2 shows an axial section through the switch shown in FIG. 1, which according to the illustrated embodiment has a guide pin;
  • Fig. 3 is a sectional view through the switch of Figure 2 along the lines III-III.
  • Fig. 4 is a side view of another embodiment of the switch according to the invention;
  • 5,6 shows an axial section through or a top view of the embodiment shown in FIG. 4;
  • 7 shows a perspective illustration of a new type of hose clamp that is particularly suitable as a clamping device;
  • FIG. 8 shows a detailed view of the closure of this hose clamp shown in FIG. 7;
  • 9 is a side view of a five-phase on / off switch consisting of five switch elements;
  • Fig. 10 is a cross sectional view through the switch of Fig. 9;
  • Fig. 11 is a plan view of the switch of Fig. 9;
  • 12 shows a side view of a three-phase changeover switch comprising six switch elements; and
  • 13 is a cross-sectional view through the changeover switch of FIG. 12.

In Fig. 1 ist die Seitenansicht eines Schalters 10 gemäß einer Ausführungsform dargestellt, die in Fig. 2 in einer Längsschnittansicht und in Fig. 3.in einer Querschnittsdarstellung noch näher erläutert ist. Der Schalter besteht aus zwei einander gegenüberliegenden Kontaktelementen in Form von zwei kreisförmigen Kontaktscheiben 12, die jeweils von einer Stützplatte 14 gehalten werden. Vorzugsweise ist die Kontaktscheibe 12, die z. B. aus einer Silberlegierung mit einem Silbergehalt von etwa 90 % besteht, in eine entsprechende Einsenkung in der Stirnfläche der Stützplatte 14 eingelegt und ganzflächig mit dieser verlötet. Durch die Einsenkung ergibt sich ein besonderer Schutz des Randes der Platte 12 gegenüber Abheben bei stärkerer thermischer Belastung.1 shows the side view of a switch 10 according to one embodiment, which is explained in more detail in FIG. 2 in a longitudinal sectional view and in FIG. 3 in a cross-sectional illustration. The switch consists of two opposite contact elements in the form of two circular contact disks 12, each of which is held by a support plate 14. Preferably, the contact disc 12, the z. B. consists of a silver alloy with a silver content of about 90%, placed in a corresponding depression in the end face of the support plate 14 and soldered to the entire surface. The depression results in a special protection of the edge of the plate 12 against lifting off under greater thermal stress.

Um eine Verschmutzung der Kontaktfläche zu vermeiden und - insbesondere bei Anwendung bei Elektrolysebädern - das Eindringen von schädlichen Gasen zu verhindern, werden die Kontaktelemente 12 von einer ringförmigen Membran 16 gasdicht umschlossen, die die beiden Stützplatten 14 dicht miteinander verbindet. Auf diese Weise bilden die beiden Stützplatten 14 zusammen mit der ringförmigen Membran 16 eine abgeschlossene Kammer 18, in. der sich die Kontaktscheiben 12 geschützt in axialer Richtung zueinander bewegen können. Die beiden Stützplatten 14 können durch hier nicht näher dargestellte Einrichtungen aufeinander zu bewegt werden, bis sich die beiden Kontaktscheiben 12 in ihrer gesamten Fläche aneinanderlegen und einen Stromübergang bilden, der eine übertragungsleistung von mehreren tausend Ampere bei sehr ge- _ ringem Spannungsabfall aufweist. Werden dagegen die beiden Stützplatten 14 und damit die Kontaktscheiben 12 durch die Betätigungseinrichtung auseinandergezogen, beispielsweise um 16 bis 20 mm,' erfolgt eine Unterbrechung des Stromkreises.To avoid contamination of the contact surface and - especially when used in electrolysis baths - penetration To prevent harmful gases, the contact elements 12 are enclosed gas-tight by an annular membrane 16 which tightly connects the two support plates 14 together. In this way, the two support plates 14 together with the annular membrane 16 form a closed chamber 18 in which the contact disks 12 can move in the axial direction in a protected manner. The two support plates 14 can be moved towards one another by means not shown here until the two contact disks 12 lie against one another in their entire area and form a current transition which has a transmission power of several thousand amperes with a very low voltage drop. If, in contrast, the two supporting plates 14 and so that the contact discs 12 pulled apart by the actuating means, for example to 16 to 20 mm, 'an interruption of the circuit.

Um die Zug- bzw. Druckbelastung des Materials der Membran 16 möglichst klein zu halten, ist diese gemäß Fig. 2 mit einer nach außen gerichteten Ausbauchung versehen, so daß die ringförmige Membran eine Art Balgenteil bildet. Der aus flexiblem, elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial bestehende Balgenteil liegt mit seinen inneren Rändern auf um das Kontaktelement 12 herumlaufenden Befestigungsringflächen 20 auf, die von den Stützplatten 14 gebildet werden. Dabei ist es günstig, diese Ringfläche 20 bezüglich des Fußteils 22 der Stützplatte 14, die selbst nicht rund zu sein braucht, sondern beispielsweise auch quadratisch sein kann, wie Fig. 3 zeigt, soweit"einzusenken, daß sich auf dem gesamten Umfang eine Stützfläche 24 für die ringförmige Membran 16 ergibt.In order to keep the tensile or compressive load on the material of the membrane 16 as small as possible, it is provided with an outward bulge according to FIG. 2, so that the annular membrane forms a kind of bellows part. The inner part of the bellows part, which is made of flexible, electrically insulating plastic material, rests on fastening ring surfaces 20 which run around the contact element 12 and are formed by the support plates 14. It is advantageous to countersink this annular surface 20 with respect to the foot part 22 of the support plate 14, which itself does not need to be round, but can also be square, for example, as shown in FIG. 3, so that a support surface 24 extends over the entire circumference for the annular membrane 16 results.

Der feste Sitz und die Gasdichtheit der Verbindung zwischen der Membran 16 und der Stützplatte 14 kann noch dadurch verbessert und erhöht werden, daß in die Befestigungsringfläche 20 eine Nut 26 eingefräst wird, in die ein entsprechend geformter ringförmiger Vorsprung oder Wulst 28 der inneren Fläche des Randes des Balgenteils 16 paßt. Als weitere Maßnahme ist bei der dargestellten Ausführungsform noch eine Klemmeinrichtung 30 vorgesehen, die eine übliche Schlauchschelle 30 sein kann, wie in Fig. 1 dargestellt, oder aber eine einfacher montierbare und auch einen gleichmäßigeren Druck ausübende Klemmeinrichtung, wie sie in der Fig. 7 in perspektivischer Ansicht dargestellt ist.The tight fit and the gas tightness of the connection between the membrane 16 and the support plate 14 can be further improved and increased by milling a groove 26 into the fastening ring surface 20, into which a correspondingly shaped annular projection or bead 28 of the inner surface of the edge of the bellows part 16 fits. As a further measure, a clamping device 30 is provided in the illustrated embodiment see that a standard hose clamp 30 may, as in F ig. 1, or a more easily mountable and also a more uniform pressure clamping device, as shown in FIG. 7 in a perspective view.

Die Klemmeinrichtung der Fig. 7 besteht aus einem Edelstahlband 32, das an einem Ende in einem nach außen weisenden Haken 34 endet, siehe die teilweise längsgeschnittene Ansicht der Fig. 8, wobei der Haken 34 eine Breite aufweist, die geringer als die Breite des Bandes 32 ist. Das andere Ende des Bandes 32 endet in einem fensterartigen Durchbrüch 36, der zum Zwecke des Umspannens der Membran 16 mit dem Band 32 über den Haken 34 ge- . legt wird. Gegenüber den üblichen Schlauchschellen ergibt dieses Band keine Aufwölbung des umspannten Materials im Bereich der Bandenden während des Befestigungsvorganges, außerdem läßt sich dieses Band wesentlich schneller montieren.7 consists of a stainless steel band 32 which ends at one end in an outwardly pointing hook 34, see the partially longitudinal section of FIG. 8, the hook 34 having a width which is less than the width of the band 32 is. The other end of the band 32 ends in a window-like opening 36 which, for the purpose of covering the membrane 16 with the band 32, extends over the hook 34. is laid. Compared to the usual hose clamps, this band does not give rise to bulging of the covered material in the area of the band ends during the fastening process, and this band can also be installed much more quickly.

Um die Enden des Stahlbandes 32 leicht erfassen und spannen zu können, sind noch zwei runde Durchbrüche 38 nahe der Bandenden vorgesehen, in die ein entsprechendes zangenartiges Werkzeug einsetzbar ist, um die beiden Enden des-Stahlbandes 32 zusammenzuziehen und dabei das Fenster 36 über den Haken 34 zu führen und so das Stahlband 32 um die Membran 16 herum zu verriegeln.In order to be able to easily grasp and tension the ends of the steel band 32, two round openings 38 are provided near the band ends, into which a corresponding pliers-like tool can be used to pull the two ends of the steel band 32 together and thereby the window 36 over the hook 34 to guide and thus lock the steel band 32 around the membrane 16.

Hinter der Befestigungsringsfläche oder -schulter 20.ist die Stützplatte 14 nochmals abgesetzt, so daß sich eine weitere Stufe 40 ergibt, von der aus der eigentliche Träger für die Kontaktscheibe 12 zylinderförmig ausgeht. Auf diese Weise erhalten alle den Innenraum des Schaltergehäuses begrenzenden Oberflächenbereiche der Membran 16 ungefähr gleichen Abstand von dem Kontaktscheibenspalt 42, so daß sich aus dem Spalt u. U. herausspritzendes Material verhältnismäßig gleichförmig auf diese Oberfläche 44 verteilt, was zur größeren Lebensdauer des Membranmaterials beiträgt.Behind the fastening ring surface or shoulder 20, the support plate 14 is set down again, so that there is a further step 40 from which the actual carrier for the contact disk 12 extends in a cylindrical shape. In this way, all the surface areas of the membrane 16 delimiting the interior of the switch housing are approximately the same distance from the contact disk gap 42, so that u. U. splashing material distributed relatively uniformly on this surface 44, which contributes to the longer life of the membrane material.

Die Membran 16 besteht vorzugsweise aus einem Fluorelastomer, das gegenüber chemischen Angriffen von außen, die bei Anwendung des Schalters für Elektrolysebäder vorkommen können, sowie gegenüber den chemischen und thermischen Angriffen von innen her ausreichend widerstandsfähig ist. Dieses Material hat den Vorteil, daß es als Rohelastomer mittels sehr einfacher Spritzformen verarbeitet werden kann und daher die Möglichkeit besteht, ohne große Werkzeugkosten eine Reihe von Schaltern mit stufenweise unterschiedlichen Stromnennwerten zu schaffen, so daß eine genaue Anpassung des Schalters an die jeweils erforderliche Nennstromstärke und damit optimale Platzausnutzung erreicht wird. Beispielsweise könnte eine Modulreihe in Stufen von jeweils 1000 A geschaffen werden, die von 1000 bis 10000 A reichen würde. Die. für jeden Stromwert erforderlichen Werkzeugkosten, nämlich die Kosten für die Spritzgußform für die Membran 16 wie auch die Form zur Herstellung der Stützplatte 14 beispielsweise mittels Kokillenguß halten sich dadurch in Grenzen. Hinzu kommt, daß, wie Fig. 2 deutlich erkennen läßt, beide Stützplatten 14 völlig identisch aufgebaut sind und daher mit nur einer einzigen Form preisgünstig hergestellt werden können.The membrane 16 preferably consists of a fluoroelastomer which is sufficiently resistant to chemical attacks from the outside, which can occur when using the switch for electrolysis baths, and to chemical and thermal attacks from the inside. This material has the advantage that it can be processed as a raw elastomer using very simple injection molds and therefore there is the possibility of creating a series of switches with stepwise different nominal current values without great tool costs, so that the switch can be precisely adapted to the respectively required nominal current and so that optimal use of space is achieved. For example, a module row could be created in steps of 1000 A, which would range from 1000 to 10000 A. The. tool costs required for each current value, namely the costs for the injection mold for the membrane 16 and also the mold for producing the support plate 14, for example by means of mold casting, are thereby limited. In addition, as can be clearly seen in FIG. 2, both support plates 14 are constructed completely identically and can therefore be manufactured inexpensively with only one shape.

Ein weiterer Vorteil der Herstellung mittels Kokillenguß würde noch darin liegen, daß in sehr einfacher Weise Gewindesacklöcher im Fußteil 22 der Stützplatte 14 angeordnet werden können (nicht dargestellt), indem entsprechende Einsätze während des Kokillengusses umgossen werden. Alternativ können selbstverständlich Sacklöcher 54 auch nachträglich angeordnet werden (Fig. 4) oder statt dessen auch Durchgangslöcher 44, z. B. an den vier Ecken einer rechteckförmigen Stützplatte 14, wie in Fig. 3 dargestellt.Another advantage of the production by means of gravity die casting would lie in the fact that threaded blind holes can be arranged in the foot part 22 of the support plate 14 in a very simple manner (not shown) by casting corresponding inserts during the mold casting. Alternatively, blind holes 54 can of course also be arranged subsequently (FIG. 4) or, instead, through holes 44, for. B. at the four corners of a rectangular support plate 14, as shown in Fig. 3.

Falls die Betätigungseinrichtung für die beiden Stützplatten 14 des Schalters 10 keine oder keine ausreichende Axialführung besitzen, kann eine derartige Axialführung auch innerhalb des Schalters vorgesehen werden, wie es Fig. 2 erkennen läßt. Die Axialführung besteht hier in einfacher Weise aus einem Führungszapfen 48, der in einem in jeder Stützplatte 14 angeordneten axialen Sackloch 50 mit einem gewissen Spiel 52 geführt ist. Der Führungszapfen 48 kann beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid bestehen.If the actuating device for the two support plates 14 of the switch 10 has no or insufficient axial guidance, such an axial guidance can also be provided within the switch, as can be seen in FIG. 2. The axial guide here consists in a simple manner of a guide pin 48 which is arranged in an axial blind hole 50 arranged in each support plate 14 with a ge know game 52 is run. The guide pin 48 can for example consist of glass fiber reinforced polyamide.

Der Führungszapfen 48 braucht nicht unbedingt vorhanden zu sein, beispielsweise zeigen die Fig. 4 bis 6 eine Ausführungsform . des erfindungsgemäßen Schalters, der eine derartige zusätzliche Führung nicht aufweist. Im übrigen ist die dargestellte Ausführungsform ganz analog der Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 3 wiedergegeben ist, wobei allerdings statt der Durchgangslöcher 44 Sacklöcher 54 zur Befestigung der Stützplatten an den Schalterbetätigungseinrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen sind.The guide pin 48 need not necessarily be present, for example FIGS. 4 to 6 show an embodiment. of the switch according to the invention, which does not have such an additional guide. Otherwise, the illustrated embodiment is quite analogous to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, but instead of the through holes 44, blind holes 54 are provided for fastening the support plates to the switch actuation devices (not shown).

Wie Fig. 5 erkennen läßt, kann die Membran 16 an ihren Außen- , rändern mit einer Einsenkung 56 versehen sein, die über der auch hier vorgesehenen (in eine Nut 26 in der Befestigungsringfläche 20 eingreifenden) Wulst 28 angeordnet ist, und in die beispielsweise eine Befestigungsspirale 58, ein Befestigungsring 60 oder ein Band 62 eingreifen kann.As can be seen in FIG. 5, the membrane 16 can be provided on its outer edges with a depression 56 which is arranged above the bead 28 (which engages in a groove 26 in the fastening ring surface 20) and into which, for example a fastening spiral 58, a fastening ring 60 or a band 62 can engage.

Die etwas kompliziertere Anbringung von Sacklöchern hat gegenüber Durchgangslöchern den Vorteil, daß für den Austausch von älteren Schaltern durch die neuen Schalter die gesamte Außenfläche der Stützplatte zur Verfügung steht, so daß beliebige Bohrbilder verwirklicht werden können.The somewhat more complicated installation of blind holes has the advantage over through holes that the entire outer surface of the support plate is available for the replacement of older switches by the new switches, so that any drilling patterns can be realized.

Der vorstehend in mehreren Ausführungsformen beschriebene Schalter, der, wie bereits erwähnt, zum Schalten von Strömen im Bereich von 1.000 bis beispielsweise 12.000 A auslegbar ist,. kann auch zum Aufbau eines mehrere Schalterelemente der beschriebenen Art umfassenden Schalters verwendet werden.The switch described above in several embodiments, which, as already mentioned, can be designed to switch currents in the range from 1,000 to 12,000 A, for example. can also be used to construct a switch comprising a plurality of switch elements of the type described.

So ist in Fig. 9 ein aus fünf Schalterelementen 10 aufgebauter Schalter 70 gezeigt, wobei die Fig. 10 eine Schnittansicht durch eines der Schalterelemente 10 wiedergibt. Wie aus den Figuren zu erkennen ist, wird die untere Stützplatte 14, die nach außen hin in eine Anschlußlasche 15 einstückig übergeht, von einem Isolierstück 72 getragen, das seinerseits auf einer im Querschnitt U-förmigen Befestigungsschiene 74 befestigt ist.9 shows a switch 70 constructed from five switch elements 10, FIG. 10 showing a sectional view through one of the switch elements 10. As can be seen from the figures, the lower support plate 14, which is integrally connected to the outside in a connecting plate 15 goes, carried by an insulating piece 72 which in turn is fastened on a fastening rail 74 which is U-shaped in cross section.

Die obere Stützplatte 14 klemmt mit einer weiteren Stützplatte 80 eine aus einzelnen Kupferblechstreifen bestehende Anschlußlasche 76 unter Zwischenlage eines weiteren Isolierstücks 78 fest. Dieses aus den Bauteilen 14, 76, 78 und 80 bestehende Teil wird über ein kissenförmiges Anschlußglied 82 mit einer oberen und in Richtung der Achse des Schalters 10 verschieblichen Befestigungsschiene 84 verbunden, die wiederum im Querschnitt U-förmig ist.The upper support plate 14 clamps with a further support plate 80 a connection tab 76 consisting of individual copper sheet strips with the interposition of a further insulating piece 78. This part, consisting of the components 14, 76, 78 and 80, is connected via a cushion-shaped connecting member 82 to an upper fastening rail 84 which is displaceable in the direction of the axis of the switch 10 and which in turn is U-shaped in cross section.

Untere Anschlußlasche 15 und obere Anschlußlasche 76 sind jeweils mit in Fig. 10 nur gestrichelt dargestellten Anschlußkontaktstreifen 86 bzw. 88 verbunden, beispielsweise mit jeweils vier Schraubbolzen, die durch jeweils vier entsprechende Bohrungen 90 und 92 in unterer bzw. oberer Anschlußlasche 15 bzw. 76, siehe Fig. 11, hindurchgeführt sind.The lower connection plate 15 and the upper connection plate 76 are each connected to the connection contact strips 86 and 88, which are only shown in broken lines in FIG. 10, for example, each with four screw bolts, which each pass through four corresponding bores 90 and 92 in the lower and upper connection plate 15 and 76, see FIG. 11.

Die Befestigungsschienen 74 und 84 werden von einer geeigneten Rahmenkonstruktion gehalten, die beispielsweise durch Seitenplatten 94, 96 gehalten werden, wobei die obere Befestigungsschiene an beiden Enden mit einem Exzenterantrieb verbunden und dadurch auf- und abfahrbar ist, wobei der Antrieb beispielsweise mittels beidseitig angeordneter Pleuelstangen 98 erfolgt, die mit einer Antriebswelle 100 in Verbindung stehen. Die Antriebswelle 100 ihrerseits kann entweder durch einen Handantrieb betätigt werden, beispielsweise durch einen seitlichen Handhebel, oder durch einen Drehfrontantrieb, oder aber auch durch einen Motorantrieb, für den beispielsweise auf der linken Seite in Fig. 9 ein entsprechender Raum 102 vorgesehen, ist.The fastening rails 74 and 84 are held by a suitable frame construction, which are held, for example, by side plates 94, 96, the upper fastening rail being connected at both ends to an eccentric drive and thereby being able to be moved up and down, the drive being, for example, by means of connecting rods 98 arranged on both sides takes place, which are connected to a drive shaft 100. The drive shaft 100 in turn can be actuated either by a manual drive, for example by a lateral hand lever, or by a rotating front drive, or else by a motor drive, for which a corresponding space 102 is provided on the left side in FIG. 9, for example.

Die Abstände zwischen den einzelnen Anschlußlaschen 76 bzw. 15 wie auch die Abstände der Kontaktelemente innerhalb der einzelnen Schalterelemente 10 hängen von der jeweiligen geforderten Spannungsfestigkeit des Schalters im ausgeschalteten Zustand ab. Werden die einzelnen Anschlußlaschen 76 bzw. 15 jeweils miteinander parallelgeschaltet, um höhere Nennströme zu erreichen, spielen die Abstände hinsichtlich der Spannungsfestigkeit keine Rolle, wohl aber dann, wenn zur Erlangung höherer Spannungsfestigkeit beispielsweise die Anschlußlasche 15 des einen Schalterelementes 10 mit der Anschlußlasche 76 des nächstfolgenden Schalterelementes 10 durch eine Brückenverbindung verbunden ist, dessen Anschlußlasche 15 wiederum mit der Anschlußlasche 76 des nächstfolgenden Schalterelementes verbunden ist, usw.The distances between the individual connecting lugs 76 and 15, as well as the distances between the contact elements within the individual switch elements 10, depend on the respective required dielectric strength of the switch in the switched-off state. If the individual connection tabs 76 and 15 are connected in parallel to each other in order to achieve higher rated currents, the distances with regard to the dielectric strength do not play a role, but if, for example, the connection tab 15 of one switch element 10 is connected to the connection tab 76 of the next one in order to achieve higher dielectric strength Switch element 10 is connected by a bridge connection, the connecting tab 15 is in turn connected to the connecting tab 76 of the next switch element, etc.

Meistens wird es aber günstiger sein, für höhere Spannungen entsprechend größere Abstände zwischen den Kontaktelementen vorzusehen und die Kombination von mehreren Schalterelementen nur zum Zwecke einer höheren Nennstrombelastbarkeit vorzunehmen.In most cases, however, it will be cheaper to provide correspondingly larger distances between the contact elements for higher voltages and to combine several switch elements only for the purpose of a higher nominal current carrying capacity.

Falls die Schaltvorgänge bei annähernd stromlosem Betrieb erfolgen, so daß während des Ausschaltvorganges weder ein besonders hoher Strom durch den Schalter fließt und auch nur eine geringe Spannung an den Kontaktelementen anliegt (Leerschalterbetrieb), treten Lichtbogenerscheinungen zwischen den Kontaktelementen nicht oder nur in begrenztem Umfang auf. Der erfindungsgemäße Schalter ist dann für höhere Nennleistungen sowie auch höhere Schaltfrequenzen geeignet.If the switching operations take place with almost currentless operation, so that neither a particularly high current flows through the switch during the switch-off process and only a low voltage is applied to the contact elements (open circuit breaker operation), arcing phenomena do not occur or only to a limited extent. The switch according to the invention is then suitable for higher nominal powers and also higher switching frequencies.

Gegenüber bisher bekannten Leerschaltern, die alle mit nicht gekapselten Messerkontaktkonstruktionen arbeiten, ergibt sich eine wesentlich größere Betriebssicherheit wie auch geringere Herstellungskosten bei gleicher Nennstromstärke. Ein weiterer Vorteil ist der kompaktere Aufbau und die größere Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen.Compared to previously known empty switches, which all work with non-encapsulated knife contact constructions, there is much greater operational reliability as well as lower manufacturing costs with the same nominal current. Another advantage is the more compact design and greater insensitivity to external influences.

Schalter der in Fig. 9 dargestellten Art, insbesondere bei ihrer Verwendung als Leerschalter oder auch aus nur jeweils einem Element bestehende Schalter lassen sich auch in der Weise kombinieren, daß sich die Möglichkeit einer Umschaltung ergibt, siehe die Fig. 12 und 13, die eine Seitenansicht (ähnlich der Fig. 9) bzw. einen Querschnitt (ähnlich der Fig. 10) eines derartigen Umschalters 170 darstellt, der für jede Phase jeweils zwei Schalterelemente 10 derart mechanisch kombiniert, daß während des Schließens des einen Schalterelementes das andere Schalterelement geschlossen wird. Es sind dann eine mittig zwischen den Stützplatten 14 zweier zusammenarbeitender Schalterelemente 10 eine flexible Anschlußlasche 76 sowie zwei feste Anschlußlaschen 77, 79 vorgesehen.Switches of the type shown in Fig. 9, in particular when used as an empty switch or even consisting of only one element switches can also be combined in such a way that there is the possibility of switching, see Figs. 12 and 13, the one Side view (similar to FIG. 9) or a cross section (similar to FIG. 10) of such Selector switch 170, which mechanically combines two switch elements 10 for each phase in such a way that the other switch element is closed while one switch element is being closed. There are then a flexible connecting lug 76 and two fixed connecting lugs 77, 79 provided centrally between the support plates 14 of two cooperating switch elements 10.

Die beschriebene Konstruktion ist besonders gut als Leerschalter sowie als Niederspannungsschalter einsetzbar. Leerschalter sind Schalter zum annähernd stromlosen Ein-, Aus- oder Umschalten, Niederspannungsschalter Schalter zum Ein- und Ausschalten oder Umschalten von Strömen, wenn zwischen den geöffneten Schaltstük-. ken jedes Poles nur eine geringe Spannung im Augenblick des Schaltens auftritt. Eine besondere Form des Leerschalters ist der Trennschalter, ein Leerausschalter für Nennströme von 1000 - 100.000 A, die immer dann einzusetzen sind, wenn nicht unter Last geschaltet wird. Durch ihren großen öffnungsweg ist eine besondere Betriebssicherheit gegeben. Bei einer Luftstrecke von 9 mm und einer Kriechstrecke von 16 mm ist das Isoliervermögen 1000 V Wechselspannung oder 1200 V Gleichspannung.The construction described can be used particularly well as an empty switch and as a low-voltage switch. Empty switches are switches for almost currentless switching on, off or switching, low-voltage switches switches for switching on and off or switching currents when between the open switch pieces. ken each pole only a low voltage occurs at the moment of switching. A special form of the circuit breaker is the isolating switch, a circuit breaker for nominal currents of 1000 - 100,000 A, which are always to be used when not switched under load. Due to their large opening path, special operational safety is ensured. With a clearance of 9 mm and a creepage distance of 16 mm, the insulation capacity is 1000 V AC or 1200 V DC.

Leerschalter als Umschalter sind in ihren Eigenschaften ähnlich dem Leerausschalter, jedoch kann der Umschalter zum Schalten von einem System auf ein anderes verwendet werden. Das Einsatzgebiet dieser Leerschalter ist der allgemeine Schaltanlagenbau, die Galvanotechnik (z.B. auch als Polwender), der Elektroofenbau sowie andere Bereiche mit hohen Strömen aber niedrigen Spannungen.Empty switches as changeover switches are similar in their properties to the empty switch, but the changeover switch can be used to switch from one system to another. The area of application of these empty switches is general switchgear construction, electroplating (e.g. also as a pole changer), electric furnace construction and other areas with high currents but low voltages.

Wie schon erwähnt, läßt sich der erfindungsgemäße Schalter nicht nur als Leerschalter verwenden, sondern auch als Niederspannungsaus- oder -umschalter, und zwar auch für recht hohe Ströme. Durch die Anordnung der Führungszapfen ergibt sich eine Führung, die ausreichend ist, um selbst die Kräfte aufzunehmen, die auf den Schalter bei derartig hohen Strömen (einige 100 bis einige 1000 A) durch deren Magnetwirkung auftreten.As already mentioned, the switch according to the invention can be used not only as an empty switch, but also as a low-voltage switch or switch, even for very high currents. The arrangement of the guide pins results in a guide which is sufficient to absorb even the forces which occur on the switch at such high currents (a few 100 to a few 1000 A) due to their magnetic action.

Bei Schaltvorgängen unter Stromlast, insbesondere bei Unterbrechung eines hohen Strom führenden Stromkreises, werden die beiden Stützplatten 14 und damit die Kontaktscheiben 12 durch die Betätigungseinrichtung beispielsweise um 3 bis 4 mm auseinandergezogen, wodurch eine Unterbrechung des Stromes eintritt. Während des öffnungsvorganges entsteht dabei ein Lichtbogen, der jedoch bei den hier anliegenden niedrigen Spannungen von nur wenigen Volt sofort erlischt. Immerhin wird durch den Lichtbogen ein kleiner Teil des Kontaktmaterials verflüssigt und verdampft und durch die magnetischen Kräfte und die entstehenden Gase aus dem zwischen den Kontaktscheiben 12 entstehenden Spalt radial nach außen gegen die Membran 16 weggeschleudert. Da jedoch die Membran während der Axialbewegung der beiden Stützplatten 14 in sich gebogen und ausgelenkt wird, können sich abgesprltzte Kontaktscheibenmaterialien an der Innenwand der Membran 16 nicht halten, sondern fallen vielmehr von dieser wieder ab und sammeln sich mit der Zeit am unteren Ende des Gehäuseraumes 18, wo sie nicht stören. Die innere Flexibilität der ringförmigen Membran 16 verhindert somit wirksam eine Verringerung des Kriechwiderstandes zwischen den beiden Kontaktelementen 12 bei geöffnetem Schalter 10.During switching operations under current load, in particular when a circuit carrying a high current is interrupted, the two support plates 14 and thus the contact disks 12 are pulled apart by the actuating device, for example by 3 to 4 mm, as a result of which the current is interrupted. An arc occurs during the opening process, which, however, goes out immediately when the low voltages of only a few volts are present. After all, a small part of the contact material is liquefied and evaporated by the arc and, by means of the magnetic forces and the resulting gases, flung radially outwards out of the gap formed between the contact disks 12 against the membrane 16. However, since the membrane is bent and deflected during the axial movement of the two support plates 14, sprayed-off contact disk materials cannot hold onto the inner wall of the membrane 16, but rather fall off from it again and collect over time at the lower end of the housing space 18 where they don't bother. The internal flexibility of the annular membrane 16 thus effectively prevents a reduction in the creep resistance between the two contact elements 12 when the switch 10 is open.

Claims (10)

1. Schalter mit einander gegenüberliegenden Kontaktelementen, die von durch axial einwirkende Kraft betätigbaren Stützplatten getragen werden, und mit einem die Kontaktelemente gasdicht einschließenden Gehäuse, das von den Stützplatten und einer ringförmigen Membran gebildet wird, die gasdicht mit den beiden Stützplatten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Membran (16) von einem Balgenteil aus flexiblem, elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial gebildet wird, deren Ränder mittels Klemmeinrichtungen (30) an um das Kontaktelement .(12) herumlaufenden Befestigungsringflächen (20) der Stützplatte (14) befestigt sind.1. Switch with opposing contact elements, which are supported by axially acting support plates, and with a gas-tight enclosing housing, which is formed by the support plates and an annular membrane, which is gas-tightly connected to the two support plates, characterized that the annular membrane (16) is formed by a bellows part made of flexible, electrically insulating plastic material, the edges of which are fastened by means of clamping devices (30) to fastening ring surfaces (20) of the support plate (14) running around the contact element (12). 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfläche (20) eine ringförmige Nut (26) aufweist, in die ein entsprechend geformter ringförmiger Wulst (28) auf der inneren Fläche des Balgenrandes paßt.2. Switch according to claim 1, characterized in that the fastening surface (20) has an annular groove (26) into which a correspondingly shaped annular bead (28) fits on the inner surface of the bellows edge. 3. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgenteil (16) aus einem isolierenden, elastischen Kunststoff wie Fluorelastomer hergestellt ist und eine Ausbauchung aufweist, deren Ausmaße dem Schaltweg der Kontaktelemente (12) angepaßt sind.3. Switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bellows part (16) is made of an insulating, elastic plastic such as fluoroelastomer and has a bulge, the dimensions of which are adapted to the switching path of the contact elements (12). 4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung aus einem zu einem Ring gebogenen Edelstahlband (32) besteht, das an einem Ende in einem nach außen weisenden Haken (34) mit einer Breite, die geringer als die des Bandes (32) ist, endet, während das andere Ende des Bandes (32) einen fensterartigen Durchbruch (36) zur Aufnahme des Hakens (34) besitzt.4. Switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping device consists of a stainless steel band (32) bent into a ring, which at one end in an outwardly pointing hook (34) with a width which is less than that of the band (32) ends, while the other end of the band (32) has a window-like opening (36) for receiving the hook (34). 5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (14) jeweils zumindest ein axiales vorzugsweise mittig angeordnetes, das jeweilige Kontaktelement (12) durchbrechendes Loch (50), insbesondere Sackloch mit rundem Querschnitt aufweisen, wobei die Löcher zueinander fluchten und einen isolierenden Führungszapfen (48) aufnehmen, der in zumindest dem einen Loch (50) axial verschieblich ist.5. Switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support plates (14) each have at least one axial, preferably centrally arranged, the respective contact element (12) through hole (50), in particular blind hole with a round cross section, the holes aligned with each other and receiving an insulating guide pin (48) which is axially displaceable in at least one hole (50). 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (48) in beiden Löchern (50) mit nur geringem Spiel (52) axial verschieblich gehalten ist und vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid besteht.6. Switch according to claim 5, characterized in that the guide pin (48) is held axially displaceably in both holes (50) with only slight play (52) and preferably consists of glass fiber reinforced polyamide. 7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse bei der Montage mit getrockneter Luft oder einem inerten Gas insbesondere Stickstoff gefüllt wird.7. Switch according to one of claims 1-6, characterized in that the housing is filled with dried air or an inert gas, in particular nitrogen, during assembly. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement aus einer in einer passenden Vertiefung des aus einer harten Kupferlegierung, insbesondere Chromkupfer bestehenden Stützplatte (14) eingelöteten kreisförmigen Scheibe (12) aus Silber oder Silberlegierung besteht.8. Switch according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact element from a in a matching recess of a hard copper alloy, in particular chrome copper existing support plate (14) soldered circular disc (12) made of silver or silver alloy. 9. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung als Leerschalter (Aus-, Ein- oder Umschalter).9. Switch according to one of claims 1 to 9, characterized by the use as an empty switch (off, on or switch). 10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung als Niederspannungsschalter (Aus-, Ein- oder Umschalter).10. Switch according to one of claims 1 to 9, characterized by the use as a low-voltage switch (off, on or changeover switch).
EP80106966A 1979-11-15 1980-11-12 High-current switch Expired EP0029205B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2946124 1979-11-15
DE19792946124 DE2946124A1 (en) 1979-11-15 1979-11-15 Low tension switch - has contact switching space enclosed in fluorocarbon bellows with polyamide guide for contact blocks
DE19803020208 DE3020208A1 (en) 1980-05-28 1980-05-28 Switch with elastic sealing bellows - located around two insulating circular blocks carrying contacts and moving apart axially
DE3020208 1980-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0029205A1 true EP0029205A1 (en) 1981-05-27
EP0029205B1 EP0029205B1 (en) 1984-02-22

Family

ID=25781999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80106966A Expired EP0029205B1 (en) 1979-11-15 1980-11-12 High-current switch

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4386253A (en)
EP (1) EP0029205B1 (en)
CA (1) CA1152547A (en)
DE (1) DE3066721D1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0343274A1 (en) * 1988-05-26 1989-11-29 Hundt & Weber Schaltgeräte GmbH Heavy current circuit breaker particularly for agressive environment such as short-circuiter for electrolysis installations

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623733B4 (en) * 1996-06-14 2007-07-05 Ritter Starkstromtechnik Gmbh & Co High current switch
JP2002008480A (en) * 2000-06-21 2002-01-11 Nec Corp Operating unit

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1083385B (en) * 1957-07-18 1960-06-15 Harald Wirth Switches, especially lever or rotary switches, for polarity reversal of large currents
GB932804A (en) * 1958-06-14 1963-07-31 Dowty Electrics Ltd Improvements in electric switches
DE2359284A1 (en) * 1972-11-28 1974-06-06 Carr Fastener Co Ltd TENSION CLAMP FOR FASTENING A RESILIENT TUBE-SHAPED COMPONENT
US3950628A (en) * 1974-10-10 1976-04-13 Westinghouse Electric Corporation Bellows type shorting switch
DE2807810A1 (en) * 1977-02-23 1978-08-24 Westinghouse Electric Corp LOW VOLTAGE VACUUM SWITCH
DE2845900A1 (en) * 1978-10-21 1980-04-30 Hans Wolfgang Dipl Ing Funk high-current copper switch contacts - enclosed in inert gas filled insulated bellows having PTFE joints
DE2852471A1 (en) * 1978-12-05 1980-06-12 Hundt & Weber LOW VOLTAGE SHORT-CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ELECTROLYSIS CELLS OR THE LIKE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3862389A (en) * 1973-03-26 1975-01-21 Charles Thomas Lowe Positive stop electrical switch
ZA767618B (en) * 1976-01-19 1977-11-30 Westinghouse Electric Corp Low voltage vacuum switch and operating mechanism

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1083385B (en) * 1957-07-18 1960-06-15 Harald Wirth Switches, especially lever or rotary switches, for polarity reversal of large currents
GB932804A (en) * 1958-06-14 1963-07-31 Dowty Electrics Ltd Improvements in electric switches
DE2359284A1 (en) * 1972-11-28 1974-06-06 Carr Fastener Co Ltd TENSION CLAMP FOR FASTENING A RESILIENT TUBE-SHAPED COMPONENT
US3950628A (en) * 1974-10-10 1976-04-13 Westinghouse Electric Corporation Bellows type shorting switch
DE2807810A1 (en) * 1977-02-23 1978-08-24 Westinghouse Electric Corp LOW VOLTAGE VACUUM SWITCH
DE2845900A1 (en) * 1978-10-21 1980-04-30 Hans Wolfgang Dipl Ing Funk high-current copper switch contacts - enclosed in inert gas filled insulated bellows having PTFE joints
DE2852471A1 (en) * 1978-12-05 1980-06-12 Hundt & Weber LOW VOLTAGE SHORT-CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ELECTROLYSIS CELLS OR THE LIKE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0343274A1 (en) * 1988-05-26 1989-11-29 Hundt & Weber Schaltgeräte GmbH Heavy current circuit breaker particularly for agressive environment such as short-circuiter for electrolysis installations

Also Published As

Publication number Publication date
CA1152547A (en) 1983-08-23
US4386253A (en) 1983-05-31
EP0029205B1 (en) 1984-02-22
DE3066721D1 (en) 1984-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10351766B4 (en) Metal-enclosed switching device
DE69836300T2 (en) Vacuum switch and this using vacuum switchgear
DE4021945A1 (en) SWITCHING DEVICE FOR INTERRUPTING FAULT CURRENTS
DE2947090A1 (en) VACUUM CIRCUIT DISCONNECTOR
CH638926A5 (en) VACUUM SWITCH WITH MAGNETIC COIL.
DE102016116008A1 (en) Overcurrent protection order
WO2020187586A1 (en) Contact assembly for a switching device, and switching device
EP0563775A1 (en) Bimetal-controlled protection circuit breaker
WO2000044010A2 (en) High-voltage power circuit breaker comprising an insulating nozzle
EP1384240B1 (en) Method for operating a switch with a connectable current limiter and corresponding arrangement
DE19809828C1 (en) Vacuum power circuit breaker
DE2638700B2 (en) Electric vacuum switch
EP0029205B1 (en) High-current switch
DE1261219B (en) Vacuum switch
DE60101996T2 (en) Vacuum switch tube
DE3020208A1 (en) Switch with elastic sealing bellows - located around two insulating circular blocks carrying contacts and moving apart axially
DE102005007303B4 (en) Electrical installation device with arc prechamber space, arc guide rails and current limiting arc quenching device
EP1050058A1 (en) Vacuum interrupter chamber with a ring-shaped isolator
DE2723749C3 (en) Contact pieces for vacuum disconnectors
DE102016108246A1 (en) Double contact switch with vacuum interrupters
CH645755A5 (en) AUTOPNEUMATIC GAS SWITCH.
DE2709363C3 (en) Vacuum switch
DE3606076A1 (en) Voltage limiting resistor, especially for an interruptor switch of an outdoor high-voltage switching installation
WO1994008347A1 (en) Vacuum-type circuit breaker with connection terminals
EP1065683A2 (en) Circuit breaker with terminals for different rated currents

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE FR GB IT NL

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT NL

17P Request for examination filed

Effective date: 19811010

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: MODIANO & ASSOCIATI S.R.L.

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE FR GB IT NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 3066721

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840329

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
ITTA It: last paid annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19931022

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19931111

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19931130

Year of fee payment: 14

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19941112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19950601

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19941112

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19950731

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19971204

Year of fee payment: 18

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990901