EP0951029A2 - Arcing contact arrangement - Google Patents
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- EP0951029A2 EP0951029A2 EP99810169A EP99810169A EP0951029A2 EP 0951029 A2 EP0951029 A2 EP 0951029A2 EP 99810169 A EP99810169 A EP 99810169A EP 99810169 A EP99810169 A EP 99810169A EP 0951029 A2 EP0951029 A2 EP 0951029A2
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- H01H33/02—Details
- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
Definitions
- the invention relates to an erosion switching arrangement especially for circuit breakers like those in power plants, Substations and other facilities of the Electrical energy supply for switching on and off Operating and overcurrents are used.
- the invention has for its object a Specify burn-up switching arrangement in which the Switching elements mechanically not even at high currents be overloaded. At the same time, however, contact forces are generated, which the between the switching pin and the effective with him interacting first contact Counteracting contact forces and the same way compensate that the required contact pressure is always is guaranteed.
- this is achieved by the features of the claim 1, which ensures that the first Switch piece also with high mechanical load without further ado can resist.
- the contact pressure is especially important through the inventive design or mounting the Switch pin achieved by contact with the first Switch piece deflected or deformed or by the occurring electromagnetic forces in the range of Contact zone is spread. This way you can always a relatively large burn-up reserve is ensured become.
- versions are particularly favorable, in which the switching pin laterally against the inside of the presses as a switching ring formed first contact piece, because then the contact zone and the arc base supporting tip of the switching pin each independently trained according to their special tasks can be.
- the invention relates to a switching axis 1 rotationally symmetrical housing 2 made of insulating material an annular heating volume 3 that a first Contact piece, which with a first electrical connection (not shown) is connected and a second Contact piece surrounds.
- the first contact is the first Switch ring 4 formed
- the second switching piece consists of a switching pin 5 and one with a second electrical Connection (not shown) connected second switching ring 6.
- the switching pin 5 is connected to a ball joint 9 elastic rod 10 tiltably mounted so that it is one oriented transversely to the switching axis 1, but not otherwise fixed tilt axis is tiltable.
- the rod 10 is on one Bracket 11, which by a not shown Switch drive between the on position and the Switch-off position can be moved along the switching axis 1, attached.
- a pressure chamber 12 is arranged through a branching on all sides rotationally symmetrical return channel 13 via Check valve with heating volume 3 and through Exhaust pipes 14 and a central pressure relief valve 15 with a first exhaust volume 16a is connected.
- the pressure room 12 and the return duct 13 are covered by a cover 17th and a cap 18, both made of insulating material, limited.
- the opening of the second switching ring 6 is expanded against each other in the axial continuation of the arc space 7 a second exhaust volume 16b. Not shown arranged outside the Abbrandschaltanowski
- the rod 10 is light compared to the switching axis 1 inclined so that the switching pin 5 the same in the rest position, which he in the off position occupies, something is laterally shifted.
- the Rod act 10 elastic restoring forces that the Press switching pin 5 laterally against the switching rings. Since that Ball joint 9 and thus the pivot point of the switching pin 5 in axial direction between the first switching ring 4 and the second switching ring 6, the inclination of the Switch pin 5 so that it against the Inside of both switching rings.
- the first switching ring 4, the second switching ring 6 and the Switch pin 5 are made of erosion-resistant material, e.g. B. WCu, graphite, CFC, graphite / Cu or CFC / Cu.
- the current path runs in the Burn-up switching arrangement from the first switching ring 4 over the Switch pin 5 to the second switching ring 6.
- the switching pin 5 is pulled out of the first switching ring 4, with an arc forming between them. If the Tip of the switching pin 5, the second switching ring 6 happens, the arc base jumps from switching pin 5 over to the latter.
- the heating of the gas in the Heating volume 3 through the arc as well as the partial Redirection of the arc generated in the pressure chamber 12 Pinchdrucks via the return channel 13 in the same leads to Building up a high gas pressure in the heating volume 3, the one Escape of the gas through the blow slot 8 in the Arc room 7 and further into the exhaust volumes 16a, b at the next zero crossing, causing the arc is effectively blown and deleted.
- the pressure in Heating volume can also be increased by the switching drive co-operated blow pistons can be increased.
- the gas first escapes only through the opening of the first Switch rings 4, which are in the ON position from the top the switching pin 5 almost completely filled and short is released after the start of the switch-off movement.
- the Opening of the second switching ring 6 is not released until later, if in the further course of the switch-off movement the Switch pin 5 is also withdrawn from this.
- At Formation of the switching pin 5 of FIG. 2 are against it both openings free at the same time.
- the diameter of the second Switch ring 6 is slightly larger than that of the first Switch rings 4 and the switching pin 5 has a front Section 19, whose diameter is approximately that of Opening of the first switching ring 4 corresponds. He goes stepwise into a rear section 20, the Diameter almost the larger of the second switching ring 6 corresponds.
- the switching pin 5 can also be used a hinge connected to the rod 10 so that the Tilt axis oriented transversely to the switching axis spatially fixed is.
- the switching pin 5 via a leaf spring 21 and a rigid Rod 22 connected to the bracket (not shown).
- the leaf spring 21 is both with the rod 22 and the end of the switching pin 5 rigidly connected and so trained that the switching pin 5 in its in the Off position (Fig. 3b) assumed rest position also shifted laterally with respect to the switching axis 1 and is slightly inclined to the same side so that it is in the Switch-on position (Fig.
- the switching pin 5 mounted axially displaceably on the holder 11 and via a axially compressible disc spring assembly 23 on the same supported.
- the diameter of a front portion 19 of the Switch pin 5 is larger than that of the opening of the first switching rings 4 so that their hemispherical tip in the on position on the inside edge of the front of the first switching rings 4 abuts all around and with through Restoring forces of the axially compressed disc spring package 23 applied contact forces press against it.
- To the front section 19 includes a shoulder 24 rear section 20 of larger diameter.
- the second switching piece comprises the switching pin 5 again a second switching ring 6, which the inner edge of a Annular disk 25 surrounds.
- the second switching ring 6 is in divided six sectors 26, likewise the circular disk 25, the six starting from the inner edge and up to one circumferential outer ring 27 through radial slots 28 which they divide into as many sectors 29.
- the Annular disk 25 can be made of highly conductive, resilient Material, e.g. B. a hardenable copper alloy such as CuCrZr or CuBe exist, so that the sectors 26 of the second switching rings 6 with elastic deformation of them bearing sectors 29 of the annular disc 25 in the axial Direction can be deflected.
- the Switch pin rigid and preferably solid and supported elastically and is in the on position by contact with the first switching ring and the second Switch ring deflected so that from the bracket elastic restoring forces act on it for the required contact forces between switching pin and Provide shift rings.
- the switching pin itself in the area of the contact zone or -Zones of two or more parts, at least in part are radially limited and movable by mechanical or electromagnetic forces are spread apart, so that they face the Press the inside of the shift rings.
- the switching pin 5 preferably coaxial with the first switching ring 4 and the second switching ring 6, so that the switching pin axis with the Switch axis 1 coincides. He assigns one with the Bracket (not shown) connected central carrier 30, which is surrounded by a sleeve 31.
- the carrier 30 is designed as a cylindrical mandrel, which on the Tip into one at an angle against the switch pin tip Directional, tapered wedge surface 32 expires.
- the sleeve 31 also surrounds the tip of the carrier 30 eight contact pieces distributed over its circumference, which as elongated contact fingers 33 separated by slots erosion-resistant material are formed and by a continuous ring 34 at the rear end of the sleeve 31st be held together.
- the sleeve 31 is inserted into the Tip of the carrier 30 screwed fixing screw 35, whose head the tips of the contact fingers 33 laterally towered over, held onto the carrier 30.
- the contact fingers 33 have on their inner sides Spreading surfaces 36, which in the switch-on position Wedge surface 32 of the carrier 30 bear. On the outside the contact fingers 33 each have a step which forms a stop surface 37 which in the switched-on position abuts the second switching ring 6.
- the sleeve 31 is through a supported on the carrier 30 coil spring 38 with a counter the tip of the switching pin directed elastic force acted upon.
- the fixing screw 35, or at least her Head can in turn be made of erosion-resistant material, while the sleeve 31 made of highly conductive spring-elastic Material can be made.
- the contact fingers 33 are in the off position under the action of the coil spring 38 in its front End position. Just before the end of the switch-on movement the stop surface 37 against the second switching ring 6 what the movement of the contact fingers 33 in a position in which the wedge surface 32 and the spreading surfaces 36 approximately in the middle between the first switching ring 4 and the second switching ring 6 lie, stops.
- the carrier 30 is under compression of the Spiral spring 38 pushed a little further, whereby the wedge surface 32 abuts the expansion surfaces 36 and the Contact fingers 33 radially outwards with their contact surfaces 39 and 40, which have a first and a second contact zone form, against the insides of both the first switching ring 4 and the second switching ring 6 presses.
- Burn-up switching arrangement which is very similar to the fourth, in this case the six contact fingers 33 are among themselves not connected. They are held by a retaining ring 41 on the carrier 30, which surrounds it at a distance, held together.
- the Fixing screw 35 is formed like a cap diagonally against the bracket, i.e. pointing backwards cone-shaped circumferential pressure surface 42 which at Switch-off movement against corresponding compression surfaces 43 at the front ends of the shift finger 33 presses so that they are pressed radially inwards there.
- a Spring element which the shift finger 33 with one against the Force applied to the tip of the switching pin 5, was waived here. If the start of the Switching-off movement is sufficient for the inertia of the contact fingers 33 for a solution to the spread of the same.
- the parts of the Switch pin also by electromagnetic forces be spread apart. This is the repulsion between antiparallel currents or the attraction between parallel currents exploited. Because these forces as well the contact lifting forces increase with increasing current, the corresponding embodiments offer the advantage that adequate compensation of the contact lifting forces guaranteed over a wide range of currents is.
- a sixth embodiment shown in Figures 7a-c corresponds to the combustion switching arrangement according to the invention in their basic structure, albeit with some Simplifications, the first embodiment.
- the constant parts will therefore not be repeated described.
- the switching pin 5 is a bit before (Not shown) bracket arranged sliding tulip 44th surrounded, which, like the second switching ring 6 with the second electrical connection is connected.
- the Contact fingers of sliding bell 44 are admittedly and switching on due to high mechanical loads subject to electromagnetic forces, but they can no burning occurs on them, completely sufficient Firmness and ensuring adequate contact can be designed with the switching pin 5.
- the switching pin 5 in turn has a central, as with the support of connected mandrel formed carrier 30, in its tip a cap 45 made of erosion-resistant material is screwed, which is a sleeve 31 made of highly conductive resilient material, in particular a ring 34 on clamped at the front end of the same. From the ring 34 goes a group of eight at the same level on switching pin 5 arranged contact pieces separated by slots, which in turn are designed as elongated contact fingers 33 and here, surrounding the beam 30 in parallel, to the rear stand out.
- the carrier 30 is from the cap 45 to the Ends of the contact fingers 33 from one Isolierstoffhülse 46 surrounded, with which a thicker Insulating ring 47 overlaps.
- FIG. 8 corresponding seventh embodiment of the Burn-up switching arrangement according to the invention are (FIG. 8) Contact finger 33 on the portion of the conductor 48 forming the Carrier 30 stored by their front ends of a Overhang of the cap 45 and its rear ends by one with the insulating sleeve 46 one-piece retaining ring 41st be attacked.
- the insulating sleeve 46 supported, approximately in the middle on the inside of the Contact fingers 33 attacking compressed leaf springs 49 the same are pressed radially outwards, so that in the Switch on position the electromagnetic forces at the Application of the contact forces between the contact surfaces 39 on the outside of the contact fingers 33 and the inside of the first contact ring 4 by elastic forces get supported.
- a first group of Contact fingers 33 which at the tip of the switching pin 5th Connect elastically bendable and backwards point.
- contact fingers 50 close one against the first displaced second group on the carrier 30 with the difference that they are at one versus the other second switching ring 6 against the holder (not shown) position and forward against the Switch pin tip are directed.
- the as the approach of Contact finger 50 of the second group with that of Contact fingers 33 of the first group of connecting conductors 48 serving portion of the carrier 30 is again one Isolierstoffhülse 46 surround him by the contact fingers 33, 50 isolated.
- Switch pin 5 runs in the switched-on position Switch pin 5 is isolated and only on the Switching rings connected to the electrical connections - from first switching ring 4 via the contact surfaces 39 in the Contact fingers 33 of the first group, the same along to Tip of the switching pin 5, which is the connection point to Represents conductor 48, then through this back to second connection point at the base of the contact fingers 50 of the second group and then continue through this against the Switch pin tip and via their contact surfaces 51 in the second switching ring 6.
- the current path thus runs through the Head 48 on the one hand and through the contact fingers 33 of the first group as well as the contact fingers 50 of the second Group, on the other hand, each antiparallel, so that the Contact fingers 33, 50 of both groups in the on position by the electromagnetic between the currents Forces radially outward against the inside of the first Switching ring 4 or the second switching ring 6 pressed become.
- FIGS. 10a-h Embodiment of the invention Burn-up switching arrangement, which in the rest of the sixth Embodiment corresponds, the attraction between parallel flows to apply the required Contact forces exploited.
- the switching pin 5 instructs two the end of the carrier 30 adjoining elastically flexible parallel extensions 52a, b, which through a slot 53rd are separated.
- each of the extensions 52a, b a contact piece 54a or 54b with a contact surface 39 for contacting the inner surface of the first switching ring 4 with which it connects via a connecting piece 55a or 55b is connected such that each of the contact pieces 54a, b compared with the respective extension 52a or 52b a switching pin axis, which here with the switching axis 1 coincides, is offset by 180 °.
- the connectors 55a, b are short half aisles Screw sections formed.
- the contact pieces 54a, 54b are separated from each other by a continuation 53 'of the slot 53 Cut. Taken together, they have polygonal, in Example of a twelve-sided cross-section.
- the first Contact piece 54a carries an approximately hemispherical cap 45 Made of fire-resistant material, which is the tip of the Switch pin 5 forms. Apart from this difference each correspond to an extension 52a or 52b, a connecting piece 55a or 55b and one Contact piece 54a or 54b existing parts of the switching pin 5, which is made in one piece with the carrier 30 from highly conductive resilient material are made completely.
- the connecting piece 55b forms a central opening 56, through which the S-shaped bent connector 55a is passed through.
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Abbrandschaltanordnung insbesondere für Leistungsschalter, wie sie in Kraftwerken, Umspannwerken und anderen Einrichtungen der Elektroenergieversorgung zum Ein- und Ausschalten von Betriebs- und Ueberströmen eingesetzt werden.The invention relates to an erosion switching arrangement especially for circuit breakers like those in power plants, Substations and other facilities of the Electrical energy supply for switching on and off Operating and overcurrents are used.
Aus der EP-B-0 177 714 ist eine gattungsgemässe Abbrandschaltanordnung bekannt, bei welcher das erste Schaltstück als Kontakttulpe mit mehreren längeren, über den Umfang derselben verteilten parallelen Kontaktfingern ausgebildet ist. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Anordnung bei hohen Strömen anfällig für Beschädigungen ist, da die Kontaktfinger parallele Ströme führen und daher durch elektromagnetische Kräfte gegeneinander gezogen werden. Dies kann zum Verbiegen und Abdrehen der Kontaktfinger führen. Auch die Reibungskräfte zwischen Schaltstift und Kontaktfingern können dadurch sehr hohe Werte erreichen, so dass grosse Antriebskräfte nötig sind und starker Abrieb am Schaltstift und den Kontaktfingern auftritt. Da die Kontaktfinger in der Regel nur durch schmale Schlitze getrennt sind, bieten sie ausserdem eine geringe Abbrandreserve, da ihre radiale Bewegungsfreiheit beschränkt ist. From EP-B-0 177 714 is a generic Burn-up switching arrangement is known, in which the first Contact piece as a contact tulip with several longer, over the Scope of the same distributed parallel contact fingers is trained. It has been shown that such Arrangement at high currents is prone to damage, since the contact fingers carry parallel currents and therefore through electromagnetic forces are drawn against each other. This can cause the contact fingers to bend and twist. The frictional forces between the switching pin and Contact fingers can reach very high values, so that large driving forces are necessary and strong abrasion on Switch pin and the contact fingers occurs. Since the Contact fingers usually only through narrow slots separated, they also offer a small one Burn-up reserve because its radial freedom of movement is restricted is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abbrandschaltanordnung anzugeben, bei welcher die Schaltstücke auch bei hohen Strömen mechanisch nicht überlastet werden. Gleichzeitig sollen jedoch Kontaktkräfte erzeugt werden, welche den zwischen dem Schaltstift und dem mit ihm zusammenwirkenden ersten Schaltstück wirksamen Kontaktabhebekräften entgegenwirken und dieselben derart kompensieren, dass der erforderliche Kontaktdruck stets gewährleistet ist.The invention has for its object a Specify burn-up switching arrangement in which the Switching elements mechanically not even at high currents be overloaded. At the same time, however, contact forces are generated, which the between the switching pin and the effective with him interacting first contact Counteracting contact forces and the same way compensate that the required contact pressure is always is guaranteed.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Anspruchs
1 erreicht, durch welche sichergestellt ist, dass das erste
Schaltstück auch hoher mechanischer Belastung ohne weiteres
widerstehen kann. Der Kontaktdruck wird dabei vor allem
durch die erfindungsgemässe Ausbildung oder Halterung des
Schaltstiftes erzielt, der durch den Kontakt mit dem ersten
Schaltstück ausgelenkt oder deformiert oder durch die
auftretenden elektromagnetischen Kräfte im Bereich der
Kontaktzone gespreizt wird. Auf diese Weise kann auch stets
eine verhältnismässig grosse Abbrandreserve sichergestellt
werden. Besonders günstig sind diesbezüglich Ausführungen,
bei denen der Schaltstift seitlich gegen die Innenseite des
als Schaltring ausgebildeten ersten Schaltstücks drückt, da
dann die Kontaktzone und die den Lichtbogenfusspunkt
tragende Spitze des Schaltstifts jeweils unabhängig
voneinander ihren besonderen Aufgaben gemäss ausgebildet
werden können. According to the invention, this is achieved by the features of the
Besonders vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemässen Abbrandschaltanordnung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Particularly advantageous designs of the inventive Burn-up switching arrangement are dependent on the dependent claims remove.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt, die lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen. Es zeigen
- Fig. 1
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 2
- einen axialen Längsschnitt durch die Schaltstücke gemäss einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1 in Einschaltstellung,
- Fig. 3a
- einen axialen Längsschnitt durch die Schaltstücke einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in Einschaltstellung und gestrichelt in einer Zwischenstellung,
- Fig. 3b
- einen axialen Längsschnitt durch die Schaltstücke der Abbrandschaltanordnung gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung in Ausschaltstellung,
- Fig. 4a
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung, links in der Einschaltstellung, rechts kurz vor Erreichen der Einschaltstellung,
- Fig. 4b
- eine axiale Draufsicht auf einen Teil der Abbrandschaltanordnung nach Fig. 4a,
- Fig. 4c
- einen Schnitt längs C-C in Fig. 4b,
- Fig. 5a
- einen axialen Längsschnitt durch Schaltstücke einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer vierten Ausführungsform der Erfindung in Einschaltstellung,
- Fig. 5b
- einen Schnitt durch den Schaltstift längs B-B in Fig. 5a,
- Fig. 6a
- einen axialen Längsschnitt durch Schaltstücke einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 6b
- einen Schnitt durch den Schaltstift längs B-B in Fig. 6a,
- Fig. 7a
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 7b
- einen axialen Längsschnitt durch den Schaltstift gemäss der sechsten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 7c
- einen Schnitt durch den Schaltstift längs C-C in Fig. 7b,
- Fig. 8
- einen axialen Längsschnitt durch einen Schaltstift einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer siebten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 9
- einen axialen Längsschnitt durch Schaltstücke einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer achten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 10a
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer neunten Ausführungsform der Erfindung in Einschaltstellung,
- Fig. 10b
- einen axialen Längsschnitt durch die Abbrandschaltanordnung gemäss der neunten Ausführungsform der Erfindung in Ausschaltstellung,
- Fig. 10c
- eine seitliche Draufsicht auf den Schaltstift gemäss der neunten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 10d
- eine seitliche Draufsicht auf den um 90° gedrehten Schaltstift gemäss Fig.10c,
- Fig. 10e
- einen Längsschnitt durch den Schaltstift längs E-E in Fig. 10d,
- Fig. 10f
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs F-F in Fig. 10d,
- Fig. 10g
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs G-G in Fig. 10d,
- Fig. 10h
- eine axiale Draufsicht auf die Spitze des Schaltstifts gemäss Fig. 10d,
- Fig. 11a
- einen axialen Längsschnitt durch Schaltstücke einer Abbrandschaltanordnung gemäss einer zehnten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 11b
- einen gegenüber Fig. 11a um 90° gedrehten Längsschnitt durch die Schaltstücke der Abbrandschaltanordnung,
- Fig. 11c
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs C-C in Fig. 11b,
- Fig. 11d
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs D-D in Fig. 11b,
- Fig. 11e
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs E-E in Fig. 11b,
- Fig. 11f
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs F-F in Fig. 11b,
- Fig. 11g
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs G-G in Fig. 11b,
- Fig. 11h
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs H-H in Fig. 11b und
- Fig. 11i
- einen Querschnitt durch den Schaltstift längs I-I in Fig. 11b.
- Fig. 1
- 3 shows an axial longitudinal section through an erosion switching arrangement according to a first embodiment of the invention, on the left in the on position, on the right in the off position,
- Fig. 2
- 2 shows an axial longitudinal section through the contact pieces according to a modification of the embodiment according to FIG. 1 in the switched-on position,
- Fig. 3a
- 3 shows an axial longitudinal section through the switching elements of an erosion switching arrangement according to a second embodiment of the invention in the switched-on position and in dashed lines in an intermediate position,
- Fig. 3b
- 3 shows an axial longitudinal section through the switching elements of the erosion switching arrangement according to the second embodiment of the invention in the off position,
- Fig. 4a
- 3 shows an axial longitudinal section through an erosion switching arrangement according to a third embodiment of the invention, on the left in the switch-on position, on the right shortly before reaching the switch-on position,
- Fig. 4b
- 3 shows an axial top view of part of the erosion switching arrangement according to FIG. 4a,
- Fig. 4c
- 3 shows a section along CC in FIG. 4b,
- Fig. 5a
- 3 shows an axial longitudinal section through contact pieces of an erosion switching arrangement according to a fourth embodiment of the invention in the switched-on position,
- Fig. 5b
- 4 shows a section through the switching pin along BB in FIG. 5a,
- Fig. 6a
- 3 shows an axial longitudinal section through contact pieces of an erosion switching arrangement according to a fifth embodiment of the invention,
- Fig. 6b
- 6 a section through the switching pin along BB in FIG. 6a,
- Fig. 7a
- 3 shows an axial longitudinal section through an erosion switching arrangement according to a sixth embodiment of the invention, on the left in the on position, on the right in the off position,
- Fig. 7b
- an axial longitudinal section through the switching pin according to the sixth embodiment of the invention,
- Fig. 7c
- 7b shows a section through the switching pin along CC in FIG. 7b,
- Fig. 8
- 3 shows an axial longitudinal section through a switching pin of an erosion switching arrangement according to a seventh embodiment of the invention,
- Fig. 9
- 3 shows an axial longitudinal section through contact pieces of an erosion switching arrangement according to an eighth embodiment of the invention,
- Fig. 10a
- 2 shows an axial longitudinal section through an erosion switching arrangement according to a ninth embodiment of the invention in the switched-on position,
- Fig. 10b
- 3 shows an axial longitudinal section through the erosion switching arrangement according to the ninth embodiment of the invention in the off position,
- Fig. 10c
- a side plan view of the switching pin according to the ninth embodiment of the invention,
- Fig. 10d
- a side plan view of the switching pin rotated by 90 ° according to Fig.10c,
- Figure 10e
- 10d shows a longitudinal section through the switching pin along EE in FIG.
- 10f
- 10d shows a cross section through the switching pin along FF in FIG. 10d,
- 10g
- 10d shows a cross section through the switching pin along GG in FIG.
- Fig. 10h
- 6 shows an axial top view of the tip of the switching pin according to FIG. 10d,
- Fig. 11a
- 2 shows an axial longitudinal section through contact pieces of an erosion switching arrangement according to a tenth embodiment of the invention,
- Fig. 11b
- FIG. 11a shows a longitudinal section through 90 ° relative to FIG. 11a through the switching elements of the erosion switching arrangement,
- Fig. 11c
- 11b shows a cross section through the switching pin along CC in FIG. 11b,
- Fig. 11d
- 11b shows a cross section through the switching pin along DD in FIG. 11b,
- Fig. 11e
- 11b shows a cross section through the switching pin along EE in FIG.
- 11f
- 11b shows a cross section through the switching pin along FF in FIG. 11b,
- 11g
- 11b shows a cross section through the switching pin along GG in FIG.
- Fig. 11h
- a cross section through the switching pin along HH in Fig. 11b and
- Fig. 11i
- a cross section through the switching pin along II in Fig. 11b.
Die in Fig. 1 links in Einschaltstellung, rechts in
Ausschaltstellung dargestellte Abbrandschaltanordnung eines
Leistungsschalters gemäss einer ersten Ausführungsform der
Erfindung weist in einem um eine Schaltachse 1
rotationssymmetrischen Gehäuse 2 aus isolierendem Material
ein ringförmiges Heizvolumen 3 auf, das ein erstes
Schaltstück, welches mit einem ersten elektrischen Anschluss
(nicht dargestellt) verbunden ist sowie ein zweites
Schaltstück umgibt. Das erste Schaltstück ist als erster
Schaltring 4 ausgebildet, das zweite Schaltstück besteht aus
einem Schaltstift 5 und einem mit einem zweiten elektrischen
Anschluss (nicht dargestellt) verbundenen zweiten Schaltring
6. Zwischen dem ersten Schaltring 4 und dem zweiten
Schaltring 6, welche konzentrisch zur Schaltachse 1
angeordnet sind, liegt ein Lichtbogenraum 7, der mit dem
Heizvolumen 3 über einen umlaufenden Blasschlitz 8 verbunden
ist, der beidseits durch elektrisch isolierende stirnseitige
Teilabdeckungen des ersten Schaltrings 4 und des zweiten
Schaltrings 6 begrenzt ist.The left in Fig. 1 in the on position, right in
Switch-off position shown combustion switch arrangement of a
Circuit breaker according to a first embodiment of the
In one aspect, the invention relates to a switching
Der Schaltstift 5 ist über ein Kugelgelenk 9 an einer
elastischen Stange 10 kippbar gelagert, so dass er um eine
quer zur Schaltachse 1 orientierte, aber sonst nicht
fixierte Kippachse kippbar ist. Die Stange 10 ist an einer
Halterung 11, welche durch einen nicht dargestellten
Schaltantrieb zwischen der Einschaltstellung und der
Ausschaltstellung längs der Schaltachse 1 verschiebbar ist,
befestigt.The
In der axialen Fortsetzung des Lichtbogenraums 7 ist hinter
dem ersten Schaltring 4 ein Druckraum 12 angeordnet, der
durch einen allseitig seitlich abzweigenden
rotationssymmetrischen Rückführkanal 13 über ein
Rückschlagventil mit dem Heizvolumen 3 und durch
Auspuffrohre 14 sowie ein zentrales Ueberdruckventil 15 mit
einem ersten Auspuffvolumen 16a verbunden ist. Der Druckraum
12 und der Rückführkanal 13 werden von einer Abdeckung 17
und einer Kappe 18, beide aus isolierendem Material,
begrenzt. Die Oeffnung des zweiten Schaltrings 6 erweitert
sich in der axialen Fortsetzung des Lichtbogenraums 7 gegen
ein zweites Auspuffvolumen 16b. Nicht dargestellt sind
ausserhalb der Abbrandschaltanordnung angeordnete
feststehende und bewegliche Nennstromkontakte, welche mit
dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Anschluss
elektrisch leitend verbunden sind.In the axial continuation of the
Die Stange 10 ist gegenüber der Schaltachse 1 leicht
geneigt, so dass der Schaltstift 5 derselben gegenüber in
der Ruhestellung, welche er in der Ausschaltstellung
einnimmt, etwas seitlich verschoben ist. Beim Einschalten
wird er durch den Kontakt erst mit dem zweiten Schaltring 6
und dann auch mit dem ersten Schaltring 4 unter elastischer
Biegung der Stange 10 seitlich ausgelenkt, so dass in der
Stange 10 elastische Rückstellkräfte wirken, die den
Schaltstift 5 seitlich gegen die Schaltringe drücken. Da das
Kugelgelenk 9 und somit der Drehpunkt des Schaltstifts 5 in
axialer Richtung zwischen dem ersten Schaltring 4 und dem
zweiten Schaltring 6 liegt, passt sich die Neigung des
Schaltstifts 5 dabei derart an, dass er gegen die
Innenseiten beider Schaltringe drückt. Die so erzeugten
Kontaktkräfte zwischen dem Schaltstift 5 einerseits und dem
ersten Schaltring 4 und dem zweiten Schaltring 6
andererseits reichen aus, um auch bei hohen Strömen die
Kontaktabhebekräfte zu kompensieren und einen genügenden
Kontaktdruck zu gewährleisten.The
Der erste Schaltring 4, der zweite Schaltring 6 und der
Schaltstift 5 bestehen aus abbrandfestem Material, z. B.
WCu, Graphit, CFC, Graphit/Cu oder CFC/Cu.The
In der Einschaltstellung verläuft der Strompfad in der
Abbrandschaltanordnung vom ersten Schaltring 4 über den
Schaltstift 5 zum zweiten Schaltring 6. Beim Ausschalten
wird der Schaltstift 5 aus dem ersten Schaltring 4 gezogen,
wobei sich ein Lichtbogen zwischen ihnen bildet. Wenn die
Spitze des Schaltstiftes 5 den zweiten Schaltring 6
passiert, springt der Lichtbogenfusspunkt vom Schaltstift 5
auf den letzteren über. Die Aufheizung des Gases im
Heizvolumen 3 durch den Lichtbogen sowie die teilweise
Umleitung des vom Lichtbogen im Druckraum 12 erzeugten
Pinchdrucks über den Rückführkanal 13 in dasselbe führt zum
Aufbau eines hohen Gasdrucks im Heizvolumen 3, der ein
Entweichen des Gases durch den Blasschlitz 8 in den
Lichtbogenraum 7 und weiter in die Auspuffvolumina 16a,b
beim nächsten Nulldurchgang bewirkt, wodurch der Lichtbogen
wirksam beblasen und gelöscht wird. Zur Verstärkung dieses
Effekts können der Druckraum 12 und der Rückführkanal 13 mit
gasabgebendem Material ausgekleidet sein. Der Druck im
Heizvolumen kann zusätzlich durch vom Schaltantrieb
mitbetätigte Blaskolben erhöht werden.In the switch-on position, the current path runs in the
Burn-up switching arrangement from the
Da während des Ausschaltens die Lichtbogenfusspunkte an den
axialen Stirnflächen des ersten Schaltrings 4 und des
zweiten Schaltrings 6 und an der Spitze des Schaltstifts 5
liegen, die Kontaktzonen jedoch jeweils seitlich, steht eine
grosse Abbrandreserve zur Verfügung. Die Kontaktzonen werden
auch nicht durch Abbrand aufgerauht.Since the arc base points to the
axial end faces of the
Das Gas entweicht zuerst nur durch die Oeffnung des ersten
Schaltrings 4, die in der Einschaltstellung von der Spitze
des Schaltstiftes 5 fast vollständig ausgefüllt und kurz
nach Beginn der Ausschaltbewegung freigegeben wird. Die
Oeffnung des zweiten Schaltrings 6 wird erst später frei,
wenn im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung der
Schaltstift 5 auch aus dieser zurückgezogen wird. Bei
Ausbildung des Schaltstiftes 5 nach Fig. 2 werden dagegen
beide Oeffnungen zugleich frei. Der Durchmesser des zweiten
Schaltrings 6 ist etwas grösser als der des ersten
Schaltrings 4 und der Schaltstift 5 weist einen vorderen
Abschnitt 19 auf, dessen Durchmesser annähernd dem der
Oeffnung des ersten Schaltrings 4 entspricht. Er geht
stufenartig in einen hinteren Abschnitt 20 über, dessen
Durchmesser nahezu dem grösseren des zweiten Schaltrings 6
entspricht. In der Einschaltstellung entspricht die
Entfernung der den vorderen Abschnitt 19 vom hinteren
Abschnitt 20 trennenden Stufe vom zweiten Schaltring 6 dem
der Spitze des Schaltstifts 5 vom ersten Schaltring 4, so
dass beide Oeffnungen - diejenige des zweiten Schaltrings 6
zum Teil - gleichzeitig freigegeben werden, was ein
rascheres Abströmen des Gases und eine konzentriertere
Beblasung des Lichtbogens erlaubt.The gas first escapes only through the opening of the first
Switch rings 4, which are in the ON position from the top
the switching
Statt über ein Kugelgelenk kann der Schaltstift 5 auch über
ein Scharnier mit der Stange 10 verbunden sein, so dass die
quer zur Schaltachse orientierte Kippachse räumlich fixiert
ist.Instead of using a ball joint, the switching
Gemäss einer im übrigen im wesentlichen der ersten
Ausführungsform entsprechenden zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemässen Abbrandschaltanordnung (Fig. 3a,b) ist
der Schaltstift 5 über eine Blattfeder 21 und eine starre
Stange 22 mit der Halterung (nicht dargestellt) verbunden.
Die Blattfeder 21 ist sowohl mit der Stange 22 als auch mit
dem Ende des Schaltstiftes 5 starr verbunden und so
ausgebildet, dass der Schaltstift 5 in seiner in der
Ausschaltstellung (Fig. 3b) angenommenen Ruhestellung
ebenfalls seitlich gegenüber der Schaltachse 1 verschoben
und etwas zur gleichen Seite geneigt ist, so dass er in der
Einschaltstellung (Fig. 3a) durch den Kontakt mit dem
zweiten Schaltring 6 eine seitliche Auslenkung und durch den
Kontakt mit dem ersten Schaltring 4 zudem eine
Drehauslenkung, deren Drehpunkt wiederum zwischen dem ersten
Schaltring 4 und dem zweiten Schaltring 6 liegt, erfährt und
durch die elastischen Rückstellkräfte der Blattfeder 21
gegen die Innenseiten beider Schaltringe gepresst wird.According to one essentially the first
Embodiment corresponding to the second embodiment of the
Abbrandschaltanordnung invention (Fig. 3a, b)
the
Gemäss einer in den Figuren 4a-c dargestellten dritten
Ausführungsform der erfindungsgemässen
Abbrandschaltanordnung, welche im übrigen der ersten
Ausführungsform weitgehend entspricht, ist der Schaltstift 5
an der Halterung 11 axial verschiebbar gelagert und über ein
axial komprimierbares Tellerfedernpaket 23 an derselben
abgestützt. Der Durchmesser eines vorderen Abschnitts 19 des
Schaltstiftes 5 ist grösser als derjenige der Oeffnung des
ersten Schaltrings 4, so dass ihre halbkugelförmige Spitze
in der Einschaltstellung am Innenrand der Stirnseite des
ersten Schaltrings 4 rundum anliegt und mit durch die
Rückstellkräfte des axial komprimierten Tellerfedernpakets
23 aufgebrachten Kontaktkräften dagegen drückt. An den
vorderen Abschnitt 19 schliesst über eine Schulter 24 ein
hinterer Abschnitt 20 grösseren Durchmessers an.According to a third shown in Figures 4a-c
Embodiment of the invention
Burn-up switching arrangement, which is otherwise the first
Largely corresponds to the embodiment, the switching
Das zweite Schaltstück umfasst neben dem Schaltstift 5
wiederum einen zweiten Schaltring 6, der den Innenrand einer
Kreisringscheibe 25 einfasst. Der zweite Schaltring 6 ist in
sechs Sektoren 26 geteilt, ebenso die Kreisringscheibe 25,
die sechs vom Innenrand ausgehende und bis zu einem
umlaufenden Aussenring 27 durchgehende radiale Schlitze 28
aufweist, welche sie in ebensoviele Sektoren 29 teilen. Die
Kreisringscheibe 25 kann aus hochleitendem federelastischem
Material, z. B. einer aushärtbaren Kupferlegierung wie
CuCrZr oder CuBe bestehen, so dass die Sektoren 26 des
zweiten Schaltrings 6 unter elastischer Deformation der sie
tragenden Sektoren 29 der Kreisringscheibe 25 in axialer
Richtung auslenkbar sind. Da der zwischen dem ersten
Schaltring 4 und der Schulter 24 liegende Teil des vorderen
Abschnitts 19 des Schaltstiftes 5 etwas kürzer ist als der
Abstand zwischen dem ersten Schaltring 4 und dem zweiten
Schaltring 6, drückt in der Einschaltstellung die Schulter
24 mit ihrer vorderen Stossfläche gegen die Sektoren 26 des
letzteren und lenkt sie etwas aus, so dass durch die
Rückstellkräfte der elastisch deformierten Sektoren 29 auch
hier die erforderlichen Kontaktkräfte aufgebracht werden.The second switching piece comprises the
Bei den bisher geschilderten Ausführungsformen ist der Schaltstift starr und vorzugsweise massiv ausgebildet und elastisch gehaltert und wird in der Einschaltstellung durch den Kontakt mit dem ersten Schaltring und dem zweiten Schaltring ausgelenkt, so dass von der Halterung her elastische Rückstellkräfte auf ihn wirken, die für die erforderlichen Kontaktkräfte zwischen Schaltstift und Schaltringen sorgen.In the previously described embodiments, the Switch pin rigid and preferably solid and supported elastically and is in the on position by contact with the first switching ring and the second Switch ring deflected so that from the bracket elastic restoring forces act on it for the required contact forces between switching pin and Provide shift rings.
Bei den im folgenden dargestellten Ausführungsformen besteht der Schaltstift selbst im Bereich der Kontaktzone oder -zonen aus zwei oder mehr Teilen, die mindestens zum Teil radial beschränkt beweglich sind und durch mechanische oder elektromagnetische Kräfte auseinandergespreizt werden, so dass sie mit nach aussen weisenden Kontaktflächen gegen die Innenseiten der Schaltringe drücken.In the embodiments shown below there is the switching pin itself in the area of the contact zone or -Zones of two or more parts, at least in part are radially limited and movable by mechanical or electromagnetic forces are spread apart, so that they face the Press the inside of the shift rings.
Gemäss einer in Fig. 5a,b dargestellten vierten
Ausführungsform der erfindungsgemässen
Abbrandschaltanordnung, welche im übrigen im wesentlichen
der ersten Ausführungsform entspricht, ist der Schaltstift 5
vorzugsweise koaxial mit dem ersten Schaltring 4 und dem
zweiten Schaltring 6, so dass die Schaltstiftachse mit der
Schaltachse 1 zusammenfällt. Er weist einen mit der
Halterung (nicht dargestellt) verbundenen zentralen Träger
30 auf, der von einer Hülse 31 umgeben ist. Der Träger 30
ist als zylindrischer Dorn ausgebildet, welcher an der
Spitze in eine schräg gegen die Schaltstiftspitze
gerichtete, kegelmantelförmig umlaufende Keilfläche 32
ausläuft. Die Hülse 31 umgibt die Spitze des Trägers 30 mit
acht über ihren Umfang verteilten Kontaktstücken, die als
durch Schlitze getrennte längliche Kontaktfinger 33 aus
abbrandfestem Material ausgebildet sind und durch einen
durchgehenden Ring 34 am hinteren Ende der Hülse 31
zusammengehalten werden. Die Hülse 31 wird durch eine in die
Spitze des Trägers 30 eingeschraubte Fixierschraube 35,
deren Kopf die Spitzen der Kontaktfinger 33 seitlich
überragt, am Träger 30 festgehalten.According to a fourth shown in Fig. 5a, b
Embodiment of the invention
Burn-up switching arrangement, which is otherwise essentially
corresponds to the first embodiment, the switching
Die Kontaktfinger 33 weisen an ihren Innenseiten
Spreizflächen 36 auf, welche in der Einschaltstellung an der
Keilfläche 32 des Trägers 30 anliegen. An ihren Aussenseiten
weisen die Kontaktfinger 33 jeweils eine Stufe auf, welche
eine Anschlagfläche 37 bildet, die in der Einschaltstellung
am zweiten Schaltring 6 anliegt. Die Hülse 31 wird durch
eine am Träger 30 abgestützte Spiralfeder 38 mit einer gegen
die Spitze des Schaltstifts gerichteten elastischen Kraft
beaufschlagt. Die Fixierschraube 35, oder mindestens ihr
Kopf kann wiederum aus abbrandfestem Material bestehen,
während die Hülse 31 aus hochleitendem federelastischem
Material hergestellt sein kann.The
In der Ausschaltstellung befinden sich die Kontaktfinger 33
unter der Einwirkung der Spiralfeder 38 in ihrer vorderen
Endstellung. Knapp vor dem Ende der Einschaltbewegung stösst
die Anschlagfläche 37 gegen den zweiten Schaltring 6, was
die Bewegung der Kontaktfinger 33 in einer Position, in der
die Keilfläche 32 und die Spreizflächen 36 etwa in der Mitte
zwischen dem ersten Schaltring 4 und dem zweiten Schaltring
6 liegen, stoppt. Der Träger 30 wird unter Kompression der
Spiralfeder 38 noch ein kurzes Stück weitergeschoben, wobei
die Keilfläche 32 gegen die Spreizflächen 36 stösst und die
Kontaktfinger 33 radial nach aussen mit ihren Kontaktflächen
39 bzw. 40, welche eine erste und eine zweite Kontaktzone
bilden, gegen die Innenseiten sowohl des ersten Schaltrings
4 als auch des zweiten Schaltrings 6 drückt.The
Zu Beginn der Ausschaltbewegung wird der Träger 30
zurückgezogen, während die Hülse 31 unter der Einwirkung der
Spiralfeder 38 und auch der Reibung zwischen den
Kontaktflächen 39 und 40 und den Innenseiten des ersten
Schaltrings 4 bzw. des zweiten Schaltrings 6 noch stationär
ist. Dadurch wird die Keilfläche 32 von den Spreizflächen 36
etwas zurückgezogen und die Abspreizung der Kontaktfinger 33
nach aussen gelöst. Der Schaltstift 5 kann nun leicht
zurückgezogen werden.At the beginning of the switch-off movement, the
Dadurch, dass die Kontaktkräfte erst erzeugt werden, wenn
die Kontaktfinger 33 bereits in der Einschaltstellung zum
Stillstand gekommen sind und wieder aufgehoben werden, bevor
ihre Ausschaltbewegung beginnt, behindern sie die Bewegung
nicht. Die Reibung zwischen dem Schaltstift 5 einerseits und
dem ersten Schaltring 4 und dem zweiten Schaltring 6
andererseits ist während der Ein- und Ausschaltbewegung
gering und die durch den Schaltantrieb aufzubringenden
Antriebskräfte folglich ebenfalls.The fact that the contact forces are only generated when
the
Gemäss einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemässen
Abbrandschaltanordnung, welche der vierten sehr ähnlich ist,
sind die in diesem Fall sechs Kontaktfinger 33 unter sich
nicht verbunden. Sie werden von einem Haltering 41 am Träger
30, der denselben mit Abstand umgibt, zusammengehalten. Die
Fixierschraube 35 ist kappenartig ausgebildet mit einer
schräg gegen die Halterung, also nach hinten weisenden,
kegelmantelförmig umlaufenden Druckfläche 42, die bei der
Ausschaltbewegung gegen entsprechende Kompressionsflächen 43
an den vorderen Enden der Schaltfinger 33 drückt, so dass
dieselben dort radial nach innen gepresst werden. Auf ein
Federelement, das die Schaltfinger 33 mit einer gegen die
Spitze des Schaltstifts 5 gerichteten Kraft beaufschlagt,
wurde hier verzichtet. Bei ruckartigem Beginn der
Ausschaltbewegung genügt die Trägheit der Kontaktfinger 33
für eine Lösung der Spreizung derselben.According to a fifth embodiment of the invention
Burn-up switching arrangement, which is very similar to the fourth,
in this case the six
Statt durch mechanische Kräfte können die Teile des Schaltstiftes auch durch elektromagnetische Kräfte auseinandergespreizt werden. Dabei wird die Abstossung zwischen antiparallelen Strömen oder die Anziehung zwischen parallelen Strömen ausgenützt. Da diese Kräfte ebenso wie die Kontaktabhebekräfte mit steigender Stromstärke zunehmen, bieten die entsprechenden Ausführungsformen den Vorteil, dass eine angemessene Kompensation der Kontaktabhebekräfte über einen weiten Bereich von Stromstärken gewährleistet ist.The parts of the Switch pin also by electromagnetic forces be spread apart. This is the repulsion between antiparallel currents or the attraction between parallel currents exploited. Because these forces as well the contact lifting forces increase with increasing current, the corresponding embodiments offer the advantage that adequate compensation of the contact lifting forces guaranteed over a wide range of currents is.
Eine in Figuren 7a-c dargestellte sechste Ausführungsform
der erfindungsgemässen Abbrandschaltanordnung entspricht in
ihrem grundsätzlichen Aufbau, wenn auch mit einigen
Vereinfachungen, der ersten Ausführungsform. Die
gleichbleibenden Teile werden daher nicht nochmals
beschrieben. Der Schaltstift 5 ist von einer etwas vor der
(nicht dargestellten) Halterung angeordneten Gleittulpe 44
umgeben, welche ebenso wie der zweite Schaltring 6 mit dem
zweiten elektrischen Anschluss verbunden ist. Die
Kontaktfinger der Gleittulpe 44 werden zwar während des Aus-
und Einschaltens hohen mechanischen Belastungen durch
elektromagnetische Kräfte unterworfen, doch können sie, da
an ihnen kein Abbrand auftritt, ganz auf genügende
Festigkeit und Gewährleistung eines ausreichenden Kontakts
mit dem Schaltstift 5 ausgelegt werden.A sixth embodiment shown in Figures 7a-c
corresponds to the combustion switching arrangement according to the invention in
their basic structure, albeit with some
Simplifications, the first embodiment. The
constant parts will therefore not be repeated
described. The
Der Schaltstift 5 weist wiederum einen zentralen, als mit
der Halterung verbundener Dorn ausgebildeten Träger 30 auf,
in dessen Spitze eine Kappe 45 aus abbrandfestem Material
eingeschraubt ist, welche eine Hülse 31 aus hochleitendem
federelastischem Material, insbesondere einen Ring 34 am
vorderen Ende derselben festklemmt. Von dem Ring 34 geht
eine Gruppe von acht auf gleicher Höhe am Schaltstift 5
angeordneten, durch Schlitze getrennten Kontaktstücken aus,
die wiederum als längliche Kontaktfinger 33 ausgebildet sind
und hier, den Träger 30 parallel umgebend, nach hinten
abstehen. Der Träger 30 ist von der Kappe 45 bis über die
Enden der Kontaktfinger 33 hinaus von einer
Isolierstoffhülse 46 umgeben, mit welcher ein dickerer
Isolierstoffring 47 überlappt.The
In der Einschaltstellung berühren die knapp vor den Enden
der Kontaktfinger 33 liegenden Kontaktflächen 39 die
Innenseite des ersten Schaltrings 4. Der Schaltstift 5 füllt
dessen Oeffnung weitgehend aus, ebenso diejenige des zweiten
Schaltrings 6, in welcher der Isolierstoffring 47 liegt. Der
Strompfad verläuft vom ersten Schaltring 4 über die
Kontaktflächen 39 in die Kontaktfinger 33 und durch
dieselben zum Ring 34 und weiter durch den Träger 30 und
über die Gleittulpe 44. Der von den Kontaktfingern 33
umgebene vorderste Teil des Trägers 30 bildet dabei einen
Leiter 48, der einen zur Stromrichtung in den Kontaktfingern
33, mit denen er an einer durch den Ring 34 gebildeten
Verbindungsstelle elektrisch leitend verbunden ist,
antiparallelen Strom trägt. Durch die so hervorgerufene
elektromagnetische Abstossung zwischen dem Leiter 48 und den
Kontaktfingern 33 werden die letzteren abgespreizt und ihre
Kontaktflächen 39 gegen die Innenseite des ersten
Schaltrings 4 gedrückt. Die so erzeugten Kontaktkräfte sind,
ebenso wie die ihnen entgegengesetzten Kontaktabhebekräfte,
umso stärker, je grösser die Stromstärke ist.In the on position they touch just before the ends
the
Während der ersten Phase der Ausschaltbewegung verschiebt
sich der mit dem ersten Schaltring 4 in Kontakt stehende
Bereich des Schaltstifts gegen die Kappe 45 hin, so dass die
Länge der antiparallelen Strompfade verhältnismässig rasch
abnimmt und mit ihnen die Kontaktkräfte. Wenn der
Schaltstift 5 aus dem ersten Schaltring 4 gezogen wird,
bildet sich zwischen dem letzteren und der Kappe 45 ein
Lichtbogen. Wenn die Kappe 45 den zweiten Schaltring 6
passiert, springt der Lichtbogenfusspunkt von derselben auf
diesen über, so dass der Lichtbogen dann zwischen dem ersten
Schaltring 4 und dem zweiten Schaltring 6 brennt. Er wird
aus dem Heizvolumen 3 heraus beblasen und beim nächsten
Nulldurchgang gelöscht.Moves during the first phase of the opening movement
that is in contact with the
Gemäss einer im übrigen der sechsten Ausführungsform
entsprechenden siebten Ausführungsform der
erfindungsgemässen Abbrandschaltanordnung sind (Fig. 8) die
Kontaktfinger 33 am den Leiter 48 bildenden Abschnitt des
Trägers 30 gelagert, indem ihre vorderen Enden von einer
Ueberkragung der Kappe 45 und ihre hinteren Enden von einem
mit der Isolierstoffhülse 46 einstückigen Haltering 41
übergriffen werden. Durch an der Isolierstoffhülse 46
abgestützte, etwa mittig an den Innenseiten der
Kontaktfinger 33 angreifende komprimierte Blattfedern 49
werden dieselben radial nach aussen gedrückt, so dass in der
Einschaltstellung die elektromagnetischen Kräfte bei der
Aufbringung der Kontaktkräfte zwischen den Kontaktflächen 39
an der Aussenseite der Kontaktfinger 33 und der Innenseite
des ersten Kontaktrings 4 durch elastische Kräfte
unterstützt werden.According to one of the sixth embodiment
corresponding seventh embodiment of the
Burn-up switching arrangement according to the invention are (FIG. 8)
Bei einer in Fig. 9 dargestellten achten Ausführungsform ist
der Schaltstift 5 aus hochleitendem federelastischem
Material ausgeführt mit, ähnlich wie bei der sechsten und
siebten Ausführungsform, einer ersten Gruppe von
Kontaktfingern 33, welche an die Spitze des Schaltstifts 5
elastisch nach aussen biegbar anschliessen und nach hinten
weisen. In ähnlicher Weise schliessen Kontaktfinger 50 einer
gegen die erste versetzten zweiten Gruppe an den Träger 30
an, mit dem Unterschied, dass sie an einer gegenüber dem
zweiten Schaltring 6 gegen die Halterung (nicht dargestellt)
versetzten Stelle ansetzen und nach vorn gegen die
Schaltstiftspitze gerichtet sind. Der als den Ansatz der
Kontaktfinger 50 der zweiten Gruppe mit dem der
Kontaktfinger 33 der ersten Gruppe verbindender Leiter 48
dienende Abschnitt des Trägers 30 ist wiederum von einer
Isolierstoffhülse 46 umgeben, die ihn von den Kontaktfingern
33, 50 isoliert. In an eighth embodiment shown in FIG
the
In der Einschaltstellung verläuft der Strompfad - der
Schaltstift 5 ist isoliert und lediglich über die
Schaltringe mit den elektrischen Anschlüssen verbunden - vom
ersten Schaltring 4 über die Kontaktflächen 39 in die
Kontaktfinger 33 der ersten Gruppe, dieselben entlang zur
Spitze des Schaltstifts 5, der die Verbindungsstelle zum
Leiter 48 darstellt, dann durch diesen zurück bis zur
zweiten Verbindungsstelle an den Ansätzen der Kontaktfinger
50 der zweiten Gruppe und dann weiter durch diese gegen die
Schaltstiftspitze und über ihre Kontaktflächen 51 in den
zweiten Schaltring 6. Der Strompfad verläuft also durch den
Leiter 48 einerseits und durch die Kontaktfinger 33 der
ersten Gruppe wie auch die Kontaktfinger 50 der zweiten
Gruppe andererseits jeweils antiparallel, so dass die
Kontaktfinger 33, 50 beider Gruppen in der Einschaltstellung
durch die zwischen den Strömen wirkenden elektromagnetischen
Kräfte radial nach aussen gegen die Innenseiten des ersten
Schaltrings 4 bzw. des zweiten Schaltrings 6 gedrückt
werden.The current path runs in the switched-on
Bei der in den Figuren 10a-h dargestellten neunten
Ausführungsform der erfindungsgemässen
Abbrandschaltanordnung, welche im übrigen der sechsten
Ausführungsform entspricht, wird die Anziehung zwischen
parallelen Strömen zur Aufbringung der erforderlichen
Kontaktkräfte ausgenützt. Der Schaltstift 5 weist zwei an
das Ende des Trägers 30 anschliessende elastisch biegsame
parallele Fortsätze 52a,b auf, welche durch einen Schlitz 53
getrennt sind. An seinem Ende weist jeder der Fortsätze
52a,b ein Kontaktstück 54a bzw. 54b mit einer Kontaktfläche
39 zur Kontaktierung der Innenfläche des ersten Schaltrings
4 auf, mit welchem er über ein Verbindungsstück 55a bzw. 55b
derart verbunden ist, dass jedes der Kontaktstücke 54a,b
gegenüber dem jeweiligen Fortsatz 52a bzw. 52b bezüglich
einer Schaltstiftachse, welche hier mit der Schaltachse 1
zusammenfällt, um 180° versetzt ist. Die Verbindungsstücke
55a,b sind als kurze, einen halben Gang bildende
Schraubenabschnitte ausgebildet. Die Kontaktstücke 54a, 54b
sind voneinander durch eine Fortsetzung 53' des Schlitzes 53
getrennt. Zusammengenommen weisen sie polygonalen, im
Beispiel zwölfeckigen Querschnitt auf. Das erste
Kontaktstück 54a trägt eine etwa halbkugelförmige Kappe 45
aus abbrandfestem Material, welche die Spitze des
Schaltstiftes 5 bildet. Von diesem Unterschied abgesehen
entsprechen sich die jeweils aus einem Fortsatz 52a oder
52b, einem Verbindungsstück 55a bzw. 55b und einem
Kontaktstück 54a bzw. 54b bestehenden Teile des Schaltstifts
5, welche einstückig mit dem Träger 30 aus hochleitfähigem
federelastischem Material hergestellt sind, vollständig.In the ninth shown in FIGS. 10a-h
Embodiment of the invention
Burn-up switching arrangement, which in the rest of the sixth
Embodiment corresponds, the attraction between
parallel flows to apply the required
Contact forces exploited. The
In der in Fig. 10a dargestellten Einschaltstellung, in
welcher die Kontaktstücke 54a,b durch den Kontakt mit dem
ersten Schaltring 4 etwas gegeneinander gedrückt und die
Fortsätze 55a,b entsprechend auseinandergespreizt sind, so
dass die Kontaktflächen 39 bereits durch elastische
Rückstellkräfte gegen die Innenseite des ersten Schaltrings
4 gedrückt werden, verläuft der Strompfad über diesen und
die Kontaktflächen 39 in die Kontaktstücke 54a,b, durch
dieselben und die Verbindungsstücke 55a,b, die Fortsätze
52a,b und einen Abschnitt des Trägers 30 und weiter über die
Gleittulpe 44. Der zweite Schaltring 6 berührt den
Schaltstift 5 nicht. Die beiden verhältnismässig langen
Fortsätze 52a,b führen parallele Ströme und werden dadurch
gegeneinandergezogen. Die mit ihnen verbundenen, ihnen
gegenüber um 180° versetzten Kontaktstücke 54a,b werden
dadurch auseinandergedrückt und ihre Kontaktflächen 39 noch
stärker gegen die Innenseite des ersten Schaltrings 4
gedrückt. Durch den polygonalen Querschnitt des
Schaltstiftes 5 im Bereich der Kontaktflächen 39 berührt er
den ersten Schaltring 4 stets an mindestens vier Stellen.In the switch-on position shown in FIG. 10a, in
which the
Kurz nach Beginn der Ausschaltbewegung berühren die
Kontaktstücke 54a,b auch den zweiten Schaltring 6 und
schliessen so den oben geschilderten Strompfad mindestens
teilweise kurz. Damit vermindert sich auch die
elektromagnetische Anziehung zwischen den Fortsätzen 52a und
52b und desgleichen die durch dieselbe hervorgerufenen
Kontaktkräfte. Der weitere Rückzug des Schaltstifts 5 wird
also nicht durch allzu hohe Reibungskräfte behindert. Wenn
die Spitze des Schaltstifts 5 aus der Oeffnung des ersten
Schaltrings 4 gezogen wird, bildet sich zwischen diesen
Teilen ein Lichtbogen, der die Kontaktstücke 54a,b nicht
berührt. Wenn die Spitze des Schaltstifts 5 die Oeffnung des
zweiten Schaltrings 6 passiert, kommutiert der Lichtbogen
auf denselben. Er brennt dann zwischen dem ersten Schaltring
4 und dem zweiten Schaltring 6 und wird aus dem Heizvolumen
3 beblasen und beim nächsten Stromnulldurchgang gelöscht.Shortly after the switch-off movement begins, touch the
Bei der im übrigen im wesentlichen der neunten
Ausführungsform entsprechenden zehnten Ausführungsform der
erfindungsgemässen Abbrandschaltanordnung sind die
Verbindungsstücke des in den Figuren 11a-i schematisch
dargestellten Schaltstifts 5 unterschiedlich ausgebildet. For the rest, essentially the ninth
Embodiment corresponding to the tenth embodiment of the
Burn-up switching arrangement according to the invention are
Connectors of the in Figures 11a-i schematically
Das Verbindungsstück 55b bildet eine mittige Oeffnung 56,
durch welche das S-förmig gebogene Verbindungsstück 55a
hindurchgeführt ist.The connecting
Es sind natürlich im Rahmen der Erfindung zahllose Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich. So kann z. B. ein mechanisch oder durch die elektromagnetische Wirkung antiparalleler Ströme spreizbarer Schaltstift (vierte bis achte Ausführungsform) aus lediglich zwei Teilen bestehen, umgekehrt kann ein Schaltstift, bei welchem die Wirkung paralleler Ströme ausgenützt wird (neunte Ausführungsform), auch mehr als zwei Kontaktstücke aufweisen. Es ist auch denkbar, die Kontaktkräfte gegenüber dem ersten Schaltring und dem zweiten Schaltring mit verschiedenen Methoden aufzubringen oder beim gleichen Schaltring zwei Methoden - z. B. mechanische Spreizung und elektromagnetische Spreizung durch antiparallele Ströme - zu kombinieren.There are, of course, numerous within the scope of the invention Modifications to the described exemplary embodiments are possible. So z. B. a mechanical or by electromagnetic effect of anti-parallel currents spreadable Switch pin (fourth to eighth embodiment) from only two parts exist, conversely, a switching pin, at which takes advantage of the effect of parallel currents (ninth embodiment), also more than two contact pieces exhibit. It is also conceivable to face the contact forces the first switching ring and the second switching ring with applying different methods or doing the same Switch ring two methods - e.g. B. mechanical spread and electromagnetic spreading due to anti-parallel currents - too combine.
- 11
- SchaltachseShift axis
- 22nd
- Gehäusecasing
- 33rd
- HeizvolumenHeating volume
- 44th
- erster Schaltringfirst switching ring
- 55
- SchaltstiftSwitching pin
- 66
- zweiter Schaltringsecond switching ring
- 77
- LichtbogenraumArcing room
- 88th
- BlasschlitzBlow slot
- 99
- KugelgelenkBall joint
- 1010th
- Stangepole
- 1111
- Halterung bracket
- 1212th
- DruckraumPressure room
- 1313
- RückführkanalReturn channel
- 1414
- AuspuffrohrExhaust pipe
- 1515
- UeberdruckventilPressure relief valve
- 16a,b16a, b
- AuspuffvolumenExhaust volume
- 1717th
- Abdeckungcover
- 1818th
- Kappecap
- 1919th
-
vorderer Abschnitt des Schaltstifts 5front section of the
switch pin 5 - 2020th
-
hinterer Abschnitt des Schaltstifts 5rear section of the
switch pin 5 - 2121
- BlattfederLeaf spring
- 2222
- Stangepole
- 2323
- TellerfedernpaketDisc spring package
- 2424th
-
Schulter des Schaltstifts 5Shoulder of the
switch pin 5 - 2525th
- KreisringscheibeCircular washer
- 2626
-
Sektoren des zweiten Schaltrings 6Sectors of the
second switching ring 6 - 2727
-
Aussenring der Kreisringscheibe 25Outer ring of
circular disk 25 - 2828
- SchlitzeSlits
- 2929
-
Sektoren der Kreisringscheibe 25Sectors of the
circular disk 25 - 3030th
- Trägercarrier
- 3131
- HülseSleeve
- 3232
- KeilflächeWedge surface
- 3333
- KontaktfingerContact finger
- 3434
-
Ring der Hülse 31Ring of the
sleeve 31 - 3535
- FixierschraubeFixing screw
- 3636
- SpreizflächenSpreading surfaces
- 3737
- AnschlagflächeAbutment surface
- 3838
- SpiralfederCoil spring
- 39, 4039, 40
-
Kontaktflächen der Kontaktfinger 33Contact surfaces of the
contact fingers 33 - 4141
- HalteringRetaining ring
- 4242
- DruckflächePrinting area
- 4343
- Kompressionsfläche Compression surface
- 4444
- GleittulpeSliding tulip
- 4545
-
Kappe des Schaltstifts 5Cap of the
switch pin 5 - 4646
- IsolierstoffhülseInsulating sleeve
- 4747
- IsolierstoffringInsulating ring
- 4848
- BrückenteilBridge part
- 4949
- BlattfedernLeaf springs
- 5050
- KontaktfingerContact finger
- 5151
-
Kontaktflächen der Kontaktfinger 50Contact surfaces of the
contact fingers 50 - 52a,b52a, b
- FortsätzeExtensions
- 5353
-
Schlitz zwischen den Fortsätzen 52a,bSlot between
extensions 52a, b - 53'53 '
-
Schlitz zwischen den Kontaktstücken 54a, 54bSlot between the
54a, 54bcontact pieces - 54a,b54a, b
- KontaktstückeContact pieces
- 55a,b55a, b
- VerbindungsstückeConnectors
- 5656
-
Oeffnung im Verbindungsstück 55bOpening in
connector 55b
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