EP0951038B1 - Arcing contact arrangement - Google Patents
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- EP0951038B1 EP0951038B1 EP99810170A EP99810170A EP0951038B1 EP 0951038 B1 EP0951038 B1 EP 0951038B1 EP 99810170 A EP99810170 A EP 99810170A EP 99810170 A EP99810170 A EP 99810170A EP 0951038 B1 EP0951038 B1 EP 0951038B1
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- contact
- arrangement according
- consumable
- switching
- switching arrangement
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
- H01H1/38—Plug-and-socket contacts
- H01H1/385—Contact arrangements for high voltage gas blast circuit breakers
Definitions
- the invention relates to a burnup circuit arrangement especially for circuit breakers, as used in power plants, Substations and other facilities of the Electric power supply for switching on and off of Operating and overcurrents are used.
- EP-B-0 177 714 is a generic Abbrandschaltan extract 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 susceptible to damage, since the contact fingers at a small distance parallel currents lead and therefore very strong by electromagnetic forces be pulled against each other. This can be to bending and Turn off the contact fingers lead. Also the friction forces between the contact pin and contact fingers can be very achieve high values, so that large driving forces needed are and strong abrasion at the switching pin and the Contact fingers occurs.
- the invention is based on the object To provide burn-off switching arrangement in which the Switching pieces are not mechanically strong even at high currents overloaded and no excessive contact pressure arises.
- the Abbrandschaltan extract shown in Fig. 1 is a Switching axis 1 formed approximately rotationally symmetrical. Along the switching axis 1 is a switching pin 2 with a Tip 3 made of burn-resistant material such.
- a first contact piece comprises a wreath arranged around the switching axis 1, radially against the same directed contact elements, which as elongated contact fingers 4 are formed, which at their Ends wear burners 5 made of burn-resistant material.
- the contact fingers 4 together form an approximately annular contact part, wherein the against the Switching axis 1 directed contact surfaces of Abbrandkmü. 5 one in the closed position on the outside of the Switch pin 2 present adjacent contact zone. from Abbrandkopf 5 apart, each contact finger 4 is in one piece with a bent by about 90 ° in the switch-on, so with the contact finger 4 a right angle including web 6 of harness philosophicaldem spring elastic Material produced and fixed to a housing part 7 anchored over which the bridge 6 with a first electric Connection is connected.
- the switching pin 2 forms against it a second contact piece, the z. B. via a flexible Cable or a sliding tulip with a second electrical Connection is connected.
- a support body. 8 fastened from electrically insulating material whose cylinder jacket-shaped outer side forms a support surface 9, at the webs 6 rest in the off position.
- the initial deflection can because of the high elasticity of the webs 6 pretty much be chosen large, so that a large burn-up reserve for Available.
- the support body 8 has a Open on which a surrounding the switching axis 1 nozzle 10 forms, in which in the closed position, the top of the third of the switching pin 2 protrudes.
- the radially outwardly directed parts of the current paths in The contact fingers 4 practice a relatively low electromagnetic force on each other and also the Action of passing through the switching pin 2 Section of the rung to the same can be neglected become.
- the subsequent parallel current paths through the Webs 6 attract each other, but is the radial Component of attraction because of the relatively large Distance to the switching axis 1 is not so great that Damage or excessive pressure of the contact fingers 4 against the switching pin 2, the excessive abrasion of the Abbrandkexcellent 5 and obstructions of the switching pin movement to could have a consequence, to be feared.
- the distance R of the web 6 from the switching axis 1 and the Length L of the same can be set on the contrary so that the mutual attraction of the contact fingers 4 in the typically expected currents due to the elastic deflection of the contact fingers 4 of the same against the switching pin 2 exerted contact pressure desired way amplified and in particular the between these parts have effective contact lift forces approximately compensated.
- Such compensation remains above all Fluctuations in the current received, since Contact lift forces and attractions in the same way depend on the same.
- the further movement of the Wennstattens 2 will be the same from the wreath of Contact fingers 4 pulled and the burn-off heads 5 of the same move against the switching axis 1 until the webs 6 at the Support surface 9 abut. Further radial movement of Contact finger 4 against the switching axis 1 under the influence the mutual attraction of the current paths through the bridges 6 is thus prevented.
- the Abbrandschaltan extract shown in FIG A second embodiment of the invention corresponds to what the first contact piece, completely the first Embodiment.
- the second contact piece comprises in addition to the switching pin 2, a consumable contact arrangement, which in turn corresponds exactly to the first contact piece with Contact fingers 4 'with Abbrandgropfen 5', in the Closed position with its a second contact zone forming inner surfaces against the peripheral surface of the Press switch pin 2, wherein the contact fingers 4 'turn at webs 6 'angled about 90 ° and connect the same and a housing part 7 'with the second electrical connection are connected, so that the Contact finger 4 'at the same time the function of a sliding tulip perceive.
- the webs 6 ' are in the off position in turn on a support surface 9 ', which from the outside a support body 8 'is formed, which at the same time a the switching axis 1 surrounding nozzle 10 'forms.
- the consumable switching arrangement according to the in Fig. 3rd illustrated third embodiment of the invention otherwise corresponds otherwise completely to that according to the second Embodiment, but are the contact fingers 4, 4 'respectively Abbrandringe 12, 12 'assigned. They form parts of cup-shaped shields 13, 13 ', which, with the webs. 6 or 6 'electrically connected, in each case the others Surround parts of the contact pieces and completely shield.
- the arc 11 commutates rapidly from the erosion heads 5 of the contact fingers 4 on the Abbrandring 12, while from the top 3 of the switch pin 2 in essentially on the Abbrandring 12 'commutated, which the Burning of the contact fingers 4, 4 'is reduced and thus their Lifespan increased.
- the Abbrandschaltan extract shown in Fig. 4 according A fourth embodiment of the invention corresponds to FIG their basic structure of those after the first one Embodiment, but are the contact fingers 4, from which the first contact piece is aligned so that it with the switching axis 1 viewed in the switching direction an angle Include ⁇ of about 65 °.
- the support body 8 forms in this case a truncated cone-shaped support surface 9, which lies at a distance below the contact fingers 4 and limits their mobility against the switching axis 1. The course of an elimination corresponds to that described in connection with the Abbrandschaltan extract according to the first embodiment of the invention.
- the contact pieces 4 project only with at least theirs front ends burn-resistant tips 17 by corresponding openings in the panel 16 while same one stop for front shoulders of her make wider body 18.
- the electrical contact with the Retaining ring 15 is made by contact blades 19.
- the contact piece 4 By means of a pressing against his back Spring element, namely a coil spring 21, which on a the recess 14 final outer panel 20 of the Retainers 15 is supported, the contact piece 4 " each with a radially acting against the switching axis 1 Force applied.
- the current paths are from the contact zone, d. H. the the switching pin 2 touching the front ends of the tips 17th the contact pieces 4 "out radially outwards, so that the electromagnetic forces that they make against each other exercise, no significant influence on the contact pressure have, with the contact pieces 4 "against the peripheral surface of the switch pin 2.
- the required contact pressure is applied by the coil spring 21.
- the Abbrandschaltan extract shown in Fig. 6 according to a sixth embodiment of the invention are largely as described above, but are the Recesses 14 formed continuously and the body 18th the contact pieces 4 "so long that they something about the Outside of the retaining ring 15 protrude.
- a spring element is in each case a leaf spring 22 is provided, which against the Rear of the contact piece 4 "presses.
- the Abbrandschaltan extract shown in Fig. 7 according to a seventh embodiment of the invention again the one described above, but are the Contact pieces 4 "of constant diameter and each guided in sliding guides 23, which in the Recesses 14 are attached. Also, the electric Contact with the retaining ring 15 here in each case via a flexible Band 24 made of highly conductive material, one of which End with the back of the contact piece 4 "electric conductively connected, in particular welded, while the other end with the retaining ring 15 electrically conductive connected is.
- the first contact piece as rigid first switching ring 25 made of burn-resistant material formed, which is fixed in the housing and the same also electrically conductive with the first electrical Connection is connected.
- the second contact piece comprises a switching pin 2, the, via a in Ausschaltetraum limited compressible cup spring package 26 supported, axially slidably mounted on a holder 27 which by a not shown switching drive along the Switching axis 1 can be moved, and a contact part, as a circular disk 28 of highly conductive elastic material, z.
- B. CuBe or CuCrZr is trained.
- the switching pin 2 has, compared to its tip to about the Distance between the first switching ring 25 and the second Switching ring 33 offset in Aus harshtraum, a circumferential Shoulder 34 on.
- In the closed position is the top of the switching pin 2, from the compressed cup spring package 26th with a sufficient contact pressure applied to the Front of the first switching ring 25 all around, while the Shoulder 34 against a contact zone on the second switching ring 33rd presses and the sectors 32 of the same under elastic Deformation of the sectors 31 of the annular disc 28 axially in Switching direction slightly deflects, so that through the elastic restoring forces of the sectors 31 also here sufficient contact pressure is given.
- the burnup circuit arrangement shown schematically in FIG. 9 according to a ninth embodiment of the invention is formed similar to the above-described.
- the first contact piece as the inner Rand ago slotted first annular disc 35 highly conductive resilient material formed.
- the Switch pin 2 is rigidly on a not shown by a shift drive along the shift axis 1 slidably Attached bracket and a sliding tulip 36 with the second electrical connection electrically conductively connected.
- the elastic restoring force of the first annular disc 35, the inner edge 37 of burn-resistant material a in the switch-on axially in the switch-on easily forms a deflected contact zone, provides a sufficient Contact pressure safe.
- the second contact piece comprises a the second electrical connection electrically conductive connected rigid second annular disc 38 burn-resistant material whose internal diameter only is slightly larger than the diameter of the Wegliches 2. It acts as Abbrandring, on the Turn off the one arc base point of the switch pin 2 skips.
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 a burnup circuit arrangement especially for circuit breakers, as used in power plants, Substations and other facilities of the Electric power supply for switching on and off of 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 in geringem Abstand parallele Ströme führen und daher durch elektromagnetische Kräfte sehr stark 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. From EP-B-0 177 714 is a generic Abbrandschaltanordnung 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 susceptible to damage, since the contact fingers at a small distance parallel currents lead and therefore very strong by electromagnetic forces be pulled against each other. This can be to bending and Turn off the contact fingers lead. Also the friction forces between the contact pin and contact fingers can be very achieve high values, so that large driving forces needed are and strong abrasion at the switching pin and the Contact fingers occurs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abbrandschaltanordnung anzugeben, bei welcher die Schaltstücke auch bei hohen Strömen mechanisch nicht überlastet werden und kein überhöhter Anpressdruck entsteht.The invention is based on the object To provide burn-off switching arrangement in which the Switching pieces are not mechanically strong even at high currents overloaded and no excessive contact pressure arises.
Dies wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Durch
dieselben wird sichergestellt, dass die Strompfade durch die
Kontaktelemente nicht in geringer Entfernung voneinander
parallel geführt sind, sondern von der Kontaktzone aus rasch
auseinanderlaufen und allenfalls anschliessend in grösserem
Abstand parallel geführt werden, so dass keine übergrossen
Kräfte auf die Kontaktelemente wirken. Die Anziehungskräfte
brauchen dagegen nicht völlig unterbunden zu werden, sie
können im Gegenteil durch entsprechende Führung der
Strompfade so eingestellt werden, dass sie einen Beitrag zum
nötigen Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen und dem
Schaltstift leisten und vorzugsweise die Kontaktabhebekräfte
gerade etwa kompensieren.This is achieved by the features of
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 eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 3
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 4
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer vierten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 5
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer fünften Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 6
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 7
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer siebten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung,
- Fig. 8a
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer achten Ausführungsform der Erfindung, links in der Einschaltstellung,rechts kurz vor Erreichen der Einschaltstellung,
- Fig. 8b
- eine axiale Draufsicht auf einen Teil der Abbrandschaltanordnung nach Fig. 8a,
- Fig. 8c
- einen Schnitt längs C-C in Fig. 8b,
- Fig. 9
- einen axialen Längsschnitt durch eine Abbrandschaltanordnung gemäss einer neunten Ausführungsform der Erfindung, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung.
- Fig. 1
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a first embodiment of the invention, left in on, right in off position,
- Fig. 2
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a second embodiment of the invention, left in on, right in off position,
- Fig. 3
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a third embodiment of the invention, left in on, right in off position,
- Fig. 4
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a fourth embodiment of the invention, left in on, right in the off position,
- Fig. 5
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a fifth embodiment of the invention, left in on, right in off position,
- Fig. 6
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a sixth embodiment of the invention, left in on, right in the off position,
- Fig. 7
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a seventh embodiment of the invention, left in on, right in off position,
- Fig. 8a
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to an eighth embodiment of the invention, left in the closed position, right shortly before reaching the closed position,
- Fig. 8b
- 8 is an axial plan view of a portion of the burn-off circuit arrangement according to FIG. 8a;
- Fig. 8c
- a section along CC in Fig. 8b,
- Fig. 9
- an axial longitudinal section through a Abbrandschaltanordnung according to a ninth embodiment of the invention, left in on, right in the off position.
Die in Fig. 1 dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss
einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist um eine
Schaltachse 1 annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet.
Längs der Schaltachse 1 ist ein Schaltstift 2 mit einer
Spitze 3 aus abbrandresistentem Material wie z. B. WCu,
Graphit, CFC, Graphit/Cu oder CFC/Cu zwischen der links
gezeigten Einschaltstellung und der rechts gezeigten
Ausschaltstellung mittels eines nicht dargestellten
Schaltantriebs verschiebbar. Ein erstes Schaltstück umfasst
einen Kranz von um die Schaltachse 1 herum angeordneten,
radial gegen dieselbe gerichteten Kontaktelementen, die als
längliche Kontaktfinger 4 ausgebildet sind, welche an ihren
Enden Abbrandköpfe 5 aus abbrandresistentem Material tragen.The Abbrandschaltanordnung shown in Fig. 1 according to
A first embodiment of the invention is a
Die Kontaktfinger 4 bilden zusammen ein etwa
kreisringförmiges Kontaktteil, wobei die gegen die
Schaltachse 1 gerichteten Kontaktflächen der Abbrandköpfe 5
eine in der Einschaltstellung an der Aussenseite des
Schaltstiftes 2 anliegende Kontaktzone darstellen. Vom
Abbrandkopf 5 abgesehen ist jeder Kontaktfinger 4 einstückig
mit einem um ca. 90° in Einschaltrichtung abgebogenen, also
mit dem Kontaktfinger 4 einen rechten Winkel
einschliessenden Steg 6 aus hochleitendem federelastischem
Material hergestellt und fest an einem Gehäuseteil 7
verankert, über das der Steg 6 mit einem ersten elektrischen
Anschluss verbunden ist. Der Schaltstift 2 bildet dagegen
ein zweites Schaltstück, das z. B. über eine flexible
Leitung oder eine Gleittulpe mit einem zweiten elektrischen
Anschluss verbunden ist.The
In einer Oeffnung des Gehäuseteils 7 ist ein Stützkörper 8
aus elektrisch isolierendem Material befestigt, dessen
zylindermantelförmige Aussenseite eine Stützfläche 9 bildet,
an der die Stege 6 in der Ausschaltstellung anliegen. In der
Einschaltstellung sind dagegen die Kontaktfinger 4 durch den
Kontakt der Abbrandköpfe 5 mit der Umfangsfläche des
Schaltstiftes 2 radial nach aussen ausgelenkt unter
elastischer Deformation der Stege 6, welche von der
Stützfläche 9 abgehoben sind. Die anfängliche Auslenkung
kann dabei wegen der hohen Elastizität der Stege 6 ziemlich
gross gewählt werden, so dass eine grosse Abbrandreserve zur
Verfügung steht. In der Mitte weist der Stützkörper 8 eine
Oeffnung auf, welche eine die Schaltachse 1 umgebende Düse
10 bildet, in welche in der Einschaltstellung die Spitze 3
des Schaltstiftes 2 ragt. In an opening of the
Kommutiert im Verlauf einer Ausschaltung der Strom von einer
nicht dargestellten Nennstromschaltanordnung auf die
Abbrandschaltanordnung, so fliesst der Strom im Anschluss an
die Kontaktzone in radialer Richtung durch die Kontaktfinger
4. Erst in grösseren Abstand R von der Schaltachse 1 wird er
in eine zu derselben parallele Richtung umgelenkt und
fliesst über eine Strecke L durch die parallelen Stege 6.Commutes in the course of an elimination of the current of one
not shown rated current switching arrangement on the
Abbrandschaltanordnung, so the current flows in the connection
the contact zone in the radial direction through the
Die radial nach aussen gerichteten Teile der Strompfade in
den Kontaktfingern 4 üben eine verhältnismässig geringe
elektromagnetische Kraft aufeinander aus und auch die
Einwirkung des durch den Schaltstift 2 verlaufenden
Abschnitts des Strompfades auf dieselben kann vernachlässigt
werden. Die anschliessenden parallelen Strompfade durch die
Stege 6 ziehen einander zwar an, doch ist die radiale
Komponente der Anziehung wegen des verhältnismässig grossen
Abstandes zur Schaltachse 1 nicht so gross, dass
Beschädigungen oder ein zu grosser Druck der Kontaktfinger 4
gegen den Schaltstift 2, der übermässigen Abrieb der
Abbrandköpfe 5 und Behinderungen der Schaltstiftbewegung zur
Folge haben könnte, zu befürchten wären.The radially outwardly directed parts of the current paths in
The
Der Abstand R des Steges 6 von der Schaltachse 1 und die
Länge L desselben können im Gegenteil so eingestellt werden,
dass die gegenseitige Anziehung der Kontaktfinger 4 bei den
üblicherweise zu erwartenden Stromstärken den aufgrund der
elastischen Auslenkung der Kontaktfinger 4 von denselben
gegen den Schaltstift 2 ausgeübten Kontaktdruck auf
erwünschte Weise verstärkt und insbesondere die zwischen
diesen Teilen wirksamen Kontaktabhebekräfte ungefähr
kompensiert. Eine derartige Kompensation bleibt über alle
Schwankungen der Stromstärke erhalten, da
Kontaktabhebekräfte und Anziehungskräfte in gleicher Weise
von derselben abhängen. Bei der weiteren Bewegung des
Schaltstiftes 2 wird derselbe aus dem Kranz der
Kontaktfinger 4 gezogen und die Abbrandköpfe 5 derselben
bewegen sich gegen die Schaltachse 1, bis die Stege 6 an der
Stützfläche 9 anliegen. Weitere radiale Bewegung der
Kontaktfinger 4 gegen die Schaltachse 1 unter dem Einfluss
der gegenseitigen Anziehung der Strombahnen durch die Stege
6 ist damit unterbunden.The distance R of the
Zwischen den Abbrandköpfen 5 und der Spitze 3 des
Schaltstiftes 2 entsteht, sobald der letztere aus dem Kranz
der Kontaktfinger 4 gezogen wird, ein Lichtbogen 11. Er wird
z. B. mittels nicht dargestellter Blaskolben beblasen, wobei
das Gas durch die Düse 10 abfliesst, so dass er beim
nächsten Stromnulldurchgang gelöscht wird.Between the
Die in Fig. 2 dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung entspricht, was
das erste Schaltstück betrifft, vollständig der ersten
Ausführungsform. Das zweite Schaltstück umfasst jedoch
zusätzlich zum Schaltstift 2 eine Abbrandkontaktanordnung,
die wiederum genau dem ersten Schaltstück entspricht mit
Kontaktfingern 4' mit Abbrandköpfen 5', die in der
Einschaltstellung mit ihren eine zweite Kontaktzone
bildenden Innenflächen gegen die Umfangsfläche des
Schaltstiftes 2 drücken, wobei die Kontaktfinger 4' wiederum
an Stege 6' um ca. 90° abgewinkelt anschliessen und über
dieselben und ein Gehäuseteil 7' mit dem zweiten
elektrischen Anschluss verbunden sind, so dass die
Kontaktfinger 4' zugleich die Funktion einer Gleittulpe
wahrnehmen. Die Stege 6' liegen in der Ausschaltstellung
wiederum an einer Stützfläche 9' an, die von der Aussenseite
eines Stützkörpers 8' gebildet wird, welcher zugleich eine
die Schaltachse 1 umgebenden Düse 10' bildet.The Abbrandschaltanordnung shown in FIG
A second embodiment of the invention corresponds to what
the first contact piece, completely the first
Embodiment. However, the second contact piece comprises
in addition to the
Bei der Ausschaltung kommutiert, sobald der Schaltstift 2
aus dem Kranz der Kontaktfinger 4' gezogen wird, der
Lichtbogen 11 von dessen Spitze 3 auf die Abbrandköpfe 5'
der Kontaktfinger 4', so dass er dann zwischen denselben und
den Abbrandköpfen 5 der Kontaktfinger 4 des ersten
Schaltstücks brennt. Bei der Beblasung des Lichtbogens 11
fliesst das Gas durch beide Düsen 10, 10' ab, was seine
rasche Löschung begünstigt.When switching off commuted as soon as the
Die Abbrandschaltanordnung gemäss der in Fig. 3
dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung
entspricht sonst vollständig derjenigen gemäss der zweiten
Ausführungsform, doch sind den Kontaktfingern 4, 4' jeweils
Abbrandringe 12, 12' vergeordnet. Sie bilden Teile von
topfförmigen Abschirmungen 13, 13', die, mit den Stegen 6
bzw. 6' elektrisch leitend verbunden, jeweils die übrigen
Teile der Schaltstücke umgeben und vollständig abschirmen.
Bei der Ausschaltung kommutiert der Lichtbogen 11 rasch von
den Abbrandköpfen 5 der Kontaktfinger 4 auf den Abbrandring
12, während er von der Spitze 3 des Schaltstiftes 2 im
wesentlichen auf den Abbrandring 12' kommutiert, was den
Abbrand der Kontaktfinger 4, 4' verringert und somit ihre
Lebensdauer erhöht.The consumable switching arrangement according to the in Fig. 3rd
illustrated third embodiment of the invention
otherwise corresponds otherwise completely to that according to the second
Embodiment, but are the
Die in Fig. 4 dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss
einer vierten Ausführungsform der Erfindung entspricht in
ihrem grundsätzlichen Aufbau derjenigen nach der ersten
Ausführungsform, doch sind die Kontaktfinger 4, aus denen
das erste Schaltstück besteht, so ausgerichtet, dass sie mit
der Schaltachse 1 in Einschaltrichtung gesehen einen Winkel
α von ca. 65° einschliessen. Sie bestehen, mit Ausnahme der
verhältnismässig langen Abbrandköpfe 5, aus federelastischem
hochleitendem Material, sind gerade und direkt bis an das
Gehäuseteil 7 geführt und an demselben verankert, so dass
sie zusammen ein etwa trichterförmiges Kontaktteil bilden.The Abbrandschaltanordnung shown in Fig. 4 according
A fourth embodiment of the invention corresponds to FIG
their basic structure of those after the first one
Embodiment, but are the
Auch hier ist dadurch, dass die Strompfade von der
Kontaktzone, d. h. den den Schaltstift 2 berührenden
Innenseiten der Abbrandköpfe 5 ausgehend rasch
auseinanderstreben, die gegenseitige Anziehung der
Kontaktfinger 4 reduziert. Sie lässt sich wiederum über die
Länge R' der radialen Komponente ihrer Erstreckung und des
Radius R0 des Schaltstiftes 2 sowie die Länge L' der axialen
Komponente ihrer Erstreckung so einstellen, dass sie nicht
zu Beschädigungen der Kontaktfinger, überhöhten Abrieb der
Abbrandköpfe 5 oder Behinderungen der Schaltstiftbewegung
führt, aber einen Beitrag zur Aufbringung eines
ausreichenden Kontaktdruckes, insbesondere eine Kompensation
der Kontaktabhebekräfte leistet. Der Stützkörper 8 bildet in
diesem Fall eine kegelstumpfmantelförmige Stützfläche 9,
welche mit Abstand unterhalb der Kontaktfinger 4 liegt und
deren Beweglichkeit gegen die Schaltachse 1 begrenzt. Der
Verlauf einer Ausschaltung entspricht dem im Zusammenhang
mit der Abbrandschaltanordnung gemäss der ersten
Ausführungsform der Erfindung geschilderten. Here too, the fact that the current paths from the contact zone, ie the inner sides of the burn-off
Bei einer in Fig. 5 dargestellten Abbrandschaltanordnung
gemäss einer fünften Ausführungsform der Erfindung
entspricht der grundsätzliche Aufbau wiederum dem der
Abbrandschaltanordnung gemäss der ersten Ausführungsform der
Erfindung. Statt Kontaktfingern sind jedoch als
Kontaktelemente Kontaktstücke 4" vorgesehen, die
vorzugsweise genau radial verschiebbar in entsprechenden
radialen, gegen die Schaltachse 1 offenen Ausnehmungen 14
eines dieselbe umgebenden Halterings 15 gelagert sind,
welcher am Gehäuseteil 7 befestigt und über dasselbe mit dem
ersten elektrischen Anschluss elektrisch leitend verbunden
ist und welcher auch die Düse 10 bildet. Der Haltering 15
ist im übrigen massiv ausgebildet und besteht aus elektrisch
leitfähigem Material. An der Innenseite und auch an der in
der Ausschaltstellung gegen das Gegenschaltstück, den
Schaltstift 2 gerichteten Seite ist er mit einer Verkleidung
16 aus abbrandresistentem Material versehen.In a burnup circuit arrangement shown in FIG
according to a fifth embodiment of the invention
The basic structure again corresponds to that of the
Abbrandschaltanordnung according to the first embodiment of the
Invention. Instead of contact fingers are however as
Contact elements contact
Die Kontaktstücke 4" ragen lediglich mit wenigstens an ihren
vorderen Enden abbrandresistenten Spitzen 17 durch
entsprechende Oeffnungen in der Verkleidung 16, während
dieselbe einen Anschlag für vordere Schultern ihrer
breiteren Körper 18 bilden. Der elektrische Kontakt mit dem
Haltering 15 ist durch Kontaktlamellen 19 hergestellt.
Mittels eines gegen seine Rückseite drückenden
Federelements, nämlich einer Spiralfeder 21, welche an einer
die Ausnehmung 14 abschliessenden Aussenverkleidung 20 des
Halterings 15 abgestützt ist, ist das Kontaktstück 4"
jeweils mit einer radial gegen die Schaltachse 1 wirkenden
Kraft beaufschlagt. The
Auch hier sind die Strompfade von der Kontaktzone, d. h. den
den Schaltstift 2 berührenden vorderen Enden der Spitzen 17
der Kontaktstücke 4" weg radial nach aussen geführt, so dass
die elektromagnetischen Kräfte, die sie gegeneinander
ausüben, keinen nennenswerten Einfluss auf den Anpressdruck
haben, mit dem die Kontaktstücke 4" gegen die Umfangsfläche
des Schaltstiftes 2 drücken. Der erforderliche Kontaktdruck
wird durch die Spiralfeder 21 aufgebracht. Beim Ausschalten
kommutiert der zwischen der Spitze 3 des Schaltstifts 2 und
den Spitzen 17 der Kontaktstücke 4" gezogene Lichtbogen 11
sofort von den letzteren auf die Verkleidung 16, deren
ausschaltseitiger Endbereich somit die Funktion eines den
Kontaktstücken 4" vorgeordneten Abbrandrings erfüllt.Again, the current paths are from the contact zone, d. H. the
the
Die in Fig. 6 dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss
einer sechsten Ausführungsform der Erfindung entspricht
weitgehend der vorstehend beschriebenen, doch sind die
Ausnehmungen 14 durchgehend ausgebildet und die Körper 18
der Kontaktstücke 4" so lang, dass sie etwas über die
Aussenseite des Halterings 15 hinausragen. Als Federelement
ist jeweils eine Blattfeder 22 vorgesehen, welche gegen die
Rückseite des Kontaktstücks 4" drückt.The Abbrandschaltanordnung shown in Fig. 6 according to
a sixth embodiment of the invention
are largely as described above, but are the
Die in Fig. 7 dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss
einer siebten Ausführungsform der Erfindung entspricht
wiederum der vorstehend beschriebenen, doch sind die
Kontaktstücke 4" von gleichbleibendem Durchmesser und
jeweils in Gleitführungen 23 geführt, die in den
Ausnehmungen 14 angebracht sind. Auch ist der elektrische
Kontakt mit dem Haltering 15 hier jeweils über ein flexibles
Band 24 aus hochleitendem Material hergestellt, dessen eines
Ende mit der Rückseite des Kontaktstücks 4" elektrisch
leitend verbunden, insbesondere verschweisst ist, während
das andere Ende mit dem Haltering 15 elektrisch leitend
verbunden ist.The Abbrandschaltanordnung shown in Fig. 7 according to
a seventh embodiment of the invention
again the one described above, but are the
Gemäss einer in Fig. 8a-c dargestellten achten
Ausführungsform der Erfindung ist das erste Schaltstück als
starrer erster Schaltring 25 aus abbrandresistentem Material
ausgebildet, welcher im Gehäuse befestigt und über dasselbe
auch elektrisch leitend mit dem ersten elektrischen
Anschluss verbunden ist. Das zweite Schaltstück umfasst
einen Schaltstift 2, der, über ein in Ausschaltrichtung
beschränkt komprimierbares Tellerfedernpaket 26 abgestützt,
axial verschiebbar an einer Halterung 27 befestigt ist, die
durch einen nicht dargestellten Schaltantrieb längs der
Schaltachse 1 verschoben werden kann, sowie ein Kontaktteil,
das als Kreisringscheibe 28 aus hochleitfähigem
federelastischem Material, z. B. CuBe oder CuCrZr
ausgebildet ist. Es weist einen durchgehenden Aussenring 29
auf, der mit dem Gehäuseteil 7 verschraubt ist und sechs
durch von der mittigen Oeffnung bis zum Aussenring 29
durchgehende radiale Schlitze 30 getrennte Sektoren 31 als
Kontaktelemente. Jeder der Sektoren 31 der Kreisringscheibe
28 trägt an seinem Innenrand einen aus abbrandresistentem
Material bestehenden Sektor 32 eines zweiten Schaltrings 33.
Ueber das Gehäuseteil 7 ist der Aussenring 29, mit dem
zweiten elektrischen Anschluss elektrisch leitend verbunden.According to one shown in Fig. 8a-c eighth
Embodiment of the invention is the first contact piece as
rigid
Der Schaltstift 2 weist, gegenüber seiner Spitze um etwa den
Abstand zwischen dem ersten Schaltring 25 und dem zweiten
Schaltring 33 in Ausschaltrichtung versetzt, eine umlaufende
Schulter 34 auf. In der Einschaltstellung liegt die Spitze
des Schaltstiftes 2, vom komprimierten Tellerfedernpaket 26
mit einem ausreichenden Kontaktdruck beaufschlagt, an der
Frontseite des ersten Schaltrings 25 rundum an, während die
Schulter 34 gegen eine Kontaktzone am zweiten Schaltring 33
drückt und die Sektoren 32 desselben unter elastischer
Deformation der Sektoren 31 der Kreisringscheibe 28 axial in
Einschaltrichtung leicht auslenkt, so dass durch die
elastischen Rückstellkräfte der Sektoren 31 auch hier ein
ausreichender Kontaktdruck gegeben ist.The
Wegen der im wesentlichen radialen Richtung der Teilströme
durch die Sektoren 31 treten an der Kreisringscheibe 28
keine elektromagnetischen Kräfte auf, die sich wesentlich
auf den Kontaktdruck auswirken könnten. Im Bereich des
ersten Schaltstücks besteht wegen der starren Ausbildung des
ersten Schaltrings 25 ohnedies keine Gefahr von
Deformationen oder sonstigen Beschädigungen durch
elektromagnetische Kräfte.Because of the substantially radial direction of the partial streams
through the
Beim Ausschalten wird zwischen dem ersten Schaltring 25 und
der Spitze des Schaltstiftes 2 ein Lichtbogen gezogen.
Sobald die Spitze des Schaltstiftes 2 den zweiten Schaltring
33 passiert, springt der Lichtbogenfusspunkt von ersterem
auf letzteren über. Der nun den ersten Schaltring 25 und den
zweiten Schaltring 33 verbindende Lichtbogen wird seitlich
beblasen, wobei das Gas durch die beiden Schaltringe
entweicht.When you turn off between the
Die in Fig. 9 schematisch dargestellte Abbrandschaltanordnung gemäss einer neunten Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich ausgebildet wie die vorstehend geschilderte. The burnup circuit arrangement shown schematically in FIG. 9 according to a ninth embodiment of the invention is formed similar to the above-described.
Allerdings ist hier das erste Schaltstück als vom inneren
Rand her geschlitzte erste Kreisringscheibe 35 aus
hochleitendem federelastischem Material ausgebildet. Der
Schaltstift 2 ist starr an einer nicht dargestellten durch
einen Schaltantrieb längs der Schaltachse 1 verschiebbaren
Halterung befestigt und über eine Gleittulpe 36 mit dem
zweiten elektrischen Anschluss elektrisch leitend verbunden.
Die elastische Rückstellkraft der ersten Kreisringscheibe
35, deren Innenrand 37 aus abbrandresistentem Material eine
in der Einschaltstellung axial in Einschaltrichtung leicht
ausgelenkte Kontaktzone bildet, stellt einen ausreichenden
Kontaktdruck sicher. Das zweite Schaltstück umfasst eine mit
dem zweiten elektrischen Anschluss elektrisch leitend
verbundene starre zweite Kreisringscheibe 38 aus
abbrandresistentem Material, deren Innendurchmesser nur
geringfügig grösser ist als der Durchmesser des
Schaltstiftes 2. Sie wirkt als Abbrandring, auf den beim
Ausschalten der eine Lichtbogenfusspunkt vom Schaltstift 2
überspringt.However, here is the first contact piece as the inner
Rand ago slotted first
- 11
- Schaltachseswitching axis
- 22
- Schaltstiftswitch Probe
- 33
-
Spitze des Schaltstiftes 2Tip of the
switching pin 2 - 4, 4'4, 4 '
- Kontaktfingercontact fingers
- 4"4 '
- Kontaktstückecontacts
- 5, 5'5, 5 '
- AbbrandköpfeAbbrandköpfe
- 6, 6'6, 6 '
- StegeStege
- 7, 7'7, 7 '
- Gehäuseteilehousing parts
- 8, 8'8, 8 '
- Stützkörper support body
- 9, 9'9, 9 '
- Stützflächensupport surfaces
- 10, 10'10, 10 '
- Düsenjet
- 1111
- LichtbogenElectric arc
- 12, 12'12, 12 '
- AbbrandringeAbbrandringe
- 13, 13'13, 13 '
- Abschirmungenshields
- 1414
- Ausnehmungenrecesses
- 1515
- Halteringretaining ring
- 1616
-
Verkleidung des Halterings 15Fairing of the retaining
ring 15 - 1717
-
Spitze des Kontaktstücks 4"Tip of the
contact piece 4 " - 1818
-
Körper des Kontaktstücks 4"Body of
contact piece 4 " - 1919
- KontaktlamellenMultilams
- 2020
-
Aussenwand des Halterings 15Outer wall of the retaining
ring 15 - 2121
- Spiralfederncoil springs
- 2222
- Blattfedernleaf springs
- 2323
- Gleitführungensliding guides
- 2424
- Bandtape
- 2525
- erster Schaltringfirst switching ring
- 2626
- TellerfedernpaketBelleville spring assembly
- 2727
- Halterungbracket
- 2828
- KreisringscheibeAnnular disk
- 2929
-
Aussenring der Kreisringscheibe 28Outer ring of the
annular disc 28 - 3030
-
Schlitze in Kreisringscheibe 28Slits in
annular disk 28 - 3131
-
Sektoren der Kreisringscheibe 28Sector of the
annular disc 28 - 3232
-
Sektoren des zweiten Schaltrings 33Sectors of the
second switching ring 33 - 3333
- zweiter Schaltringsecond switching ring
- 3434
-
Schulter des Schaltstiftes 2Shoulder of the
switching pin 2 - 3535
- erste Kreisringscheibefirst circular disk
- 3636
- Gleittulpesliding tulip
- 3737
- Innenrand der ersten Kreisringscheibe 35Inner edge of the first annular disc 35th
- 3838
- zweite Kreisringscheibesecond circular disk
Claims (20)
- Consumable switching arrangement having, in a housing, a first contact member, which is connected at least in one closed position to a first electric terminal, and a second contact member, which is connected at least in the closed position to a second electric terminal and which comprises a contact pin (2) which can be changed over relative to the first contact member along a switching axis (1) by means of a switching drive between the closed position, in which the first contact member touches the contact pin (2) so that the consumable switching arrangement closes a current path between the first electric terminal and the second electric terminal, and an open position, in which the contact pin (2) is spaced apart from the first contact member, and having at least one contact part which belongs to one of the contact members and which touches the contact pin (2) in the closed position with a contact zone surrounding the switching axis, characterized in that the contact part surrounds the switching axis (1) like a wreath and, starting from an inner edge which forms the contact zone, widens in such a way that it encloses an angle of at least 45° with the switching axis (1)
- Consumable switching arrangement according to Claim 1, characterized in that the angle between the switching axis (1) and the contact part is at least 60°.
- Consumable switching arrangement according to Claim 2, characterized in that the contact part is directed outwards from the switching axis (1) at least approximately radially.
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that, in the closed position, the contact zone is elastically deflected under the action of the contact pin (2).
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the contact part comprises a plurality of contact elements directed at least approximately rectilinearly towards the switching axis (1).
- Consumable switching arrangement according to Claim 5, characterized in that each contact element is constructed as an elongated contact finger (4, 4').
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 4 to 6, characterized in that, in the closed position, the contact zone is deflected essentially radially and touches the contact pin (2) on its circumferential surface.
- Consumable switching arrangement according to Claims 6 and 7, characterized in that each contact finger (4, 4') adjoins at an angle a web (6, 6') which is made from a flexible, in particular springy electrically conducting material, which forms at least a part of the electrically conducting connection between the contact finger (4, 4') and the corresponding electric terminal.
- Consumable switching arrangement according to Claim 8, characterized in that the web (6, 6') is permanently anchored in each case at least approximately parallel to the switching axis (1) and at its end averted from the contact finger (4, 4').
- Consumable switching arrangement according to Claims 6 and 7, characterized in that each contact finger (4) is at least approximately straight, consists at least over a part of its length of a flexible, in particular springy material, and is permanently anchored at its end averted from the switching axis (1).
- Consumable switching arrangement according to Claim 10, characterized in that each contact finger (4) is directed obliquely towards the switching axis (1).
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 8 to 11, characterized in that, in the open position, the web (6) and/or the contact finger (4, 4') bears against an outwardly pointing supporting surface (9, 9').
- Consumable switching arrangement according to Claim 7, characterized in that the contact elements are constructed as contact pieces (4") mounted in a radially displaceable fashion in a holder surrounding the contact pin (2) in the closed position.
- Consumable switching arrangement according to Claim 13, characterized in that the holder is constructed as a holding ring (15) surrounding the switching axis (1) and has, for the purpose of holding the contact pieces (4"), radial cutouts (14) which are open at least towards the switching axis (1).
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 4 to 6, characterized in that, in the closed position, the contact zone is deflected essentially axially and touches the contact pin (2) at an impact surface pointing essentially in the closing direction.
- Consumable switching arrangement according to Claim 15, characterized in that the contact elements comprise sectors (31), separated by slits (30), of a circular disc (28) made from springy material, at whose inner edge the contact zone is arranged.
- Consumable switching arrangement according to Claim 16, characterized in that the slits (30) run radially.
- Consumable switching arrangement according to Claim 16 or 17, characterized in that the circular disc (28) comprises a closed outer ring (29).
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 15 to 18, characterized in that the impact surface is formed by a circumferential shoulder (34) of the contact pin.
- Consumable switching arrangement according to one of Claims 15 to 18, characterized in that the impact surface is formed by the tip (3) of the contact pin (2).
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