EP1218905B1 - Vacuum contactor - Google Patents

Vacuum contactor Download PDF

Info

Publication number
EP1218905B1
EP1218905B1 EP00979409A EP00979409A EP1218905B1 EP 1218905 B1 EP1218905 B1 EP 1218905B1 EP 00979409 A EP00979409 A EP 00979409A EP 00979409 A EP00979409 A EP 00979409A EP 1218905 B1 EP1218905 B1 EP 1218905B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
driving
force
vacuum
deflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00979409A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1218905A1 (en
Inventor
Markus Meier
Johann Drexler
Bardo Koppmann
Markus Kropp
Norbert Mitlmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1218905A1 publication Critical patent/EP1218905A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1218905B1 publication Critical patent/EP1218905B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • 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
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/38—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet

Definitions

  • the actuator In contactors, the actuator is deflected against a spring force usually when the drive coil with the attraction current of the armature and the armature with the armature.
  • the spring force thus acts in the direction of the anchor rest position and the element rest position. This spring force must be overcome by the tightening torque exerted by the drive coil due to the attraction current to the armature.
  • the tightening torque depends on the starting current, which in turn depends on the supply voltage supplied to the drive coil.
  • Both the tightening torque and the restoring spring force vary along the path by which the armature and actuator are deflected.
  • Anchor and actuator remain in such a case either hang in an intermediate position or operated by the actuator contact is only operated without pressure. Depending on the duration of this condition, this can lead to high wear, usually also to damage, in extreme cases even to the destruction of the contactor.
  • tilting behavior In air riflemen, that is Sagittarius, whose contacts are surrounded by air, it is possible to interpret this so that armature and actuator are either not deflected from their rest positions or completely transferred to their operating positions. Such a behavior of a contactor is referred to as tilting behavior.
  • the force to be overcome along the flow path can be selected independently of the contact arrangement and in particular independently of the fact that vacuum contacts are actuated.
  • the force to be overcome can be selected as small as comparable to air riflemen. hereby can be achieved with a suitable design of the vacuum contactor, the tilting behavior.
  • Vacuum contactors With vacuum contactors, arcs are lost even at low contact openings. Vacuum contactors therefore generally have shorter switching paths than contactors.
  • the known dimensions of air rifles can therefore be taken if the sum of the flow path and driving path corresponds to the contact path of an air contactor. In practice, this corresponds to a ratio of supply path to transport path between 1: 3 and 3: 1. In general, the ratio of flow path to driving path is between 2: 3 and 3: 2.
  • the armature is steered against a driving force during the passage of the flow path against a flow and during the passage of the driving path.
  • a tilting behavior can be achieved with great certainty, if the flow rate is less than the driving force.
  • this usually means that the ratio of supply force to driving force between 1:10 and 1: 2, in particular between 1: 5 and 1: 4.
  • the structural design of the vacuum contactor is particularly simple when the flow force of a Vorlauffeder appealing and the driving force is applied by a driving spring device, the Vorlauffeder annoying is supported on the one hand on the armature and on the other hand on the actuator and the driving spring is supported on the one hand on the actuator and on the other hand on the contactor housing.
  • the flow path is determined in a particularly simple manner exactly.
  • a vacuum contactor has a contactor housing 1.
  • the contactor housing 1 is shown only in sections in FIG.
  • a drive coil 2 is rigidly secured.
  • an armature 3, an actuator 4 and a contact bridge 5 are movably mounted in the contactor housing 1.
  • the contactor has a forward spring device 6, a driving spring device 7 and a compression spring device 8.
  • the spring means 6 - 8 are formed according to embodiment as a compression spring means. But they could also be designed differently, for. B. as torsion spring devices.
  • the advancing spring device 6 is supported on the one hand on the armature 3 and on the other hand on the actuating element 4.
  • the driving spring device 7 is supported on the one hand on the actuating element 4 and on the other hand on the contactor housing 1.
  • the pressure spring device 8 is supported on the one hand on the actuating element 4 and on the other hand on the contact bridge 5 from.
  • the drive coil 2 is acted upon by a starting current IA, the armature 3 is deflected from its armature rest position AR into an armature actuating position AB.
  • An advancing force FV applied by the advancing spring device 6 is directed against the direction of movement of the armature 3. It is smaller than a driving force FM, which is also directed against the direction of movement of the armature 3 and is applied by the entrainment spring device 7.
  • the armature 3 is therefore first deflected by the drive coil 2 by a flow path sV. To pass through the supply path sV of the drive coil 2, only the supply force FV must be overcome. Since the advance force FV is smaller than the driving force FM, the actuating element 4 is not deflected during the passage of the flow path sV. This remains in its elementary rest position ER.
  • the armature 3 is moved against a lower actuator stop 12, which is arranged on the actuating element 4. Due to the driving of the armature 3 against the lower actuator stop 12 and the actuator 4 is deflected in an element actuation position EB in the further deflection of the armature 3 in an armature actuation position AB.
  • the driving force FM must be overcome.
  • the deflection of the actuating element 4 thus causes an actuation of a contact, which is formed by the contact bridge 5 together with contact pieces 13 on the one hand and the mating contacts 14 on the other.
  • a contact which is formed by the contact bridge 5 together with contact pieces 13 on the one hand and the mating contacts 14 on the other.
  • the contact pieces 13 in vacuum containers 15 are lowered onto the mating contacts 14.
  • the vacuum containers 15 have at least one section 16, within which they are variable in length. Due to the arrangement of the contact pieces 13 and the mating contacts 14 in vacuum containers 15, the contact is a vacuum contact.
  • the contactor is thus a vacuum contactor.
  • FIG. 3 shows first schematically the course of force which the drive coil 2 has to overcome on the basis of the attraction current 1.
  • the flow force FV must be overcome, which increases slightly along the flow path sV.
  • the driving force FM must be overcome, which also increases along the driving path sM.
  • the sum of driving force FM and compressive force FD must be overcome.
  • the advance force FV is less than the driving force FM. As a rule, it is 10% to 50% of the driving force FM.
  • the ratio of supply force FV to driving force FM is therefore usually 1:10 to 1: 2.
  • the advance force FV is between 20% and 25% of the driving force FM. The ratio is therefore preferably between 1: 5 and 1: 4.
  • the flow path sV is usually 25% to 75% of the total distance the anchor 3 passes through. It is usually between 40% and 60% of the total route.
  • the ratio of flow path sV to driving path sM is therefore usually between 1: 3 and 3: 1, usually between 2: 3 and 3: 2.
  • the driving force FM is essentially determined by the dimensions of the vacuum contact - or at several contacts to be switched contacts the vacuum contacts.
  • the supply force FV is in principle freely selectable. It is therefore particularly possible to dimension the advance force FV similar to an air contactor of the same power.
  • the driving path sM is essentially determined by the dimensioning of the vacuum contactor.
  • the flow path sV can be freely selected again.
  • the flow path sV can be selected such that the sum of the flow path sV and the driving path sM corresponds to the distance by which the armature and the actuating element of a comparable air contactor are displaced.
  • the drive coil 2 can be designed as in a comparable air contactor.
  • a perfect tilting behavior of the vacuum contactor can be achieved.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumschütz mit einem Schützgehäuse, einer Antriebsspule, einem Anker, einem Betätigungselement und mindestens einem Vakuumkontakt,

  • wobei die Antriebsspule bei Beaufschlagung mit einem Anzugsstrom den Anker aus einer Ankerruhestellung in eine Ankerbetätigungsstellung auslenkt,
  • wobei durch das Auslenken des Ankers das Betätigungselement aus einer Elementruhestellung in eine Elementbetätigungsstellung ausgelenkt wird,
  • wobei das Auslenken des Betätigungselements ein Schließen des mindestens einen Vakuumkontakts bewirkt.
The present invention relates to a vacuum contactor with a contactor housing, a drive coil, an armature, an actuating element and at least one vacuum contact,
  • wherein the drive coil deflects the armature from an armature rest position into an armature actuation position upon application of a starting current,
  • wherein the actuating element is deflected from an element rest position into an element actuation position by the deflection of the armature,
  • wherein the deflection of the actuator causes closing of the at least one vacuum contact.

Aus der CH-A-169 467 ist ein Vakuumschütz mit einem Schützgehäuse, einer Antriebsspule, einem Anker, einem Betätigungselement und mindestens einem Vakuumkontakt bekannt,

  • wobei die Antriebsspule bei Beaufschlagung mit einem Anzugsstrom den Anker aus einer Ankerruhestellung in eine Ankerbetätigungsstellung auslenkt,
  • wobei durch das Auslenken des Ankers das Betätigungselement aus einer Elementruhestellung in eine Elementbetätigungsstellung ausgelenkt wird,
  • wobei das Auslenken des Betätigungselements ein Öffnen des mindestens einen Vakuumkontakts bewirkt,
  • wobei beim Auslenken des Ankers aus der Ankerruhestellung in die Ankerbetätigungsstellung der Anker zunächst einen Vorlaufweg und sodann einen Mitnahmeweg durchläuft und
  • wobei das Betätigungselement vom Anker nur während des Durchlaufens des Mitnahmeweges ausgelenkt wird.
From CH-A-169 467 a vacuum contactor with a contactor housing, a drive coil, an armature, an actuator and at least one vacuum contact is known,
  • wherein the drive coil deflects the armature from an armature rest position into an armature actuation position upon application of a starting current,
  • wherein the actuating element is deflected from an element rest position into an element actuation position by the deflection of the armature,
  • wherein the deflection of the actuating element causes an opening of the at least one vacuum contact,
  • wherein when deflecting the armature from the anchor rest position in the anchor actuation position of the armature first passes through a flow path and then a driving path and
  • wherein the actuating element is deflected by the armature only during the passage of the driving path.

Aus der GB 1 432 372 A ist ein Luftschütz mit einem Schützgehäuse, einer Antriebsspule, einem Anker, einem Betätigungselement und mindestens einem Kontakt bekannt,

  • wobei die Antriebsspule bei Beaufschlagung mit einem Anzugsstrom den Anker aus einer Ankerruhestellung in eine Ankerbetätigungsstellung auslenkt,
  • wobei durch das Auslenken des Ankers das Betätigungselement aus einer Elementruhestellung in eine Elementbetätigungsstellung ausgelenkt wird,
  • wobei das Auslenken des Betätigungselements ein Schließen des mindestens einen Kontakts bewirkt,
  • wobei beim Auslenken des Ankers aus der Ankerruhestellung in die Ankerbetätigungsstellung der Anker zunächst einen Vorlaufweg und sodann einen Mitnahmeweg durchläuft und
  • wobei das Betätigungselement vom Anker nur während des Durchlaufens des Mitnahmeweges ausgelenkt wird.
GB 1 432 372 A discloses an air contactor with a contactor housing, a drive coil, an armature, an actuating element and at least one contact.
  • wherein the drive coil deflects the armature from an armature rest position into an armature actuation position upon application of a starting current,
  • wherein the actuating element is deflected from an element rest position into an element actuation position by the deflection of the armature,
  • the deflection of the actuator causing the at least one contact to close,
  • wherein when deflecting the armature from the anchor rest position in the anchor actuation position of the armature first passes through a flow path and then a driving path and
  • wherein the actuating element is deflected by the armature only during the passage of the driving path.

Bei Schützen wird in der Regel bei Beaufschlagung der Antriebsspule mit dem Anzugsstrom der Anker und mit dem Anker das Betätigungselement gegen eine Federkraft ausgelenkt. Die Federkraft wirkt also in Richtung der Ankerruhestellung und der Elementruhestellung. Diese Federkraft muß vom Anzugsmoment, das die Antriebsspule aufgrund des Anzugsstromes auf den Anker ausübt, überwunden werden. Das Anzugsmoment ist abhängig vom Anzugsstrom, der wiederum von der Speisespannung abhängig ist, mit der die Antriebsspule versorgt wird.In contactors, the actuator is deflected against a spring force usually when the drive coil with the attraction current of the armature and the armature with the armature. The spring force thus acts in the direction of the anchor rest position and the element rest position. This spring force must be overcome by the tightening torque exerted by the drive coil due to the attraction current to the armature. The tightening torque depends on the starting current, which in turn depends on the supply voltage supplied to the drive coil.

Sowohl das Anzugsmoment als auch die rücktreibende Federkraft variieren entlang des Weges, um den der Anker und das Betätigungselement ausgelenkt werden. Bei ungünstiger Auslegung des Schützes kann es daher geschehen, daß bei zu niedriger Versorgungsspannung zwar der Anker und das Betätigungselement aus ihren Ruhestellungen ausgelenkt werden, der Anker und das Betätigungselement aber nicht in ihre Betätigungsstellungen ausgelenkt werden. Anker und Betätigungselement bleiben in einem solchen Fall entweder in einer Zwischenstellung hängen oder ein von dem Betätigungselement betätigter Kontakt wird nur drucklos betätigt. Je nach Dauer dieses Zustandes kann dies zu hohem Verschleiß, meist auch zu Beschädigungen, im Extremfall sogar zur Zerstörung des Schützes führen.Both the tightening torque and the restoring spring force vary along the path by which the armature and actuator are deflected. In unfavorable design of the contactor, it may therefore happen that at too low supply voltage while the armature and the actuator are deflected from their rest positions, but the armature and the actuator are not deflected into their operating positions. Anchor and actuator remain in such a case either hang in an intermediate position or operated by the actuator contact is only operated without pressure. Depending on the duration of this condition, this can lead to high wear, usually also to damage, in extreme cases even to the destruction of the contactor.

Bei Luftschützen, das heißt bei Schützen, deren Kontakte von Luft umgeben sind, ist es möglich, diese derart auszulegen, daß Anker und Betätigungselement entweder gar nicht aus ihren Ruhestellungen ausgelenkt werden oder aber vollständig in ihre Betätigungsstellungen überführt werden. Ein derartiges Verhalten eines Schützes wird als Kippverhalten bezeichnet.In air riflemen, that is Sagittarius, whose contacts are surrounded by air, it is possible to interpret this so that armature and actuator are either not deflected from their rest positions or completely transferred to their operating positions. Such a behavior of a contactor is referred to as tilting behavior.

Bei Vakuumschützen muß eine stärkere rücktreibende Federkraft wirken als bei Luftschützen. Dies hat seinen Grund darin, daß auch die Unterdruckkräfte, die ein eigenständiges Betätigen der Kontakte auslösen würden, überwunden werden müssen. Bei Vakuumschützen wurde es bisher nicht für möglich erachtet, lediglich aufgrund der mechanisch/elektrischen Auslegung des Schützes ein Kippverhalten zu erreichen. Bei Vakuumschützen des Standes der Technik wird daher entweder auf Kippverhalten verzichtet oder aber der Antriebsspule eine Ansteuerelektronik vorgeschaltet, welche die Versorgungsspannung nur dann auf die Antriebsspule durchschaltet, wenn aufgrund der Höhe der Versorgungsspannung ein sicheres Überführen von Anker und Betätigungselement in die Betätigungsstellungen gewährleistet ist.For vacuum contactors, a stronger restoring spring force must act than air guards. The reason for this is that the negative pressure forces, which would trigger a separate actuation of the contacts, must be overcome. With vacuum contactors, it has hitherto not been considered possible to achieve a tilting behavior merely because of the mechanical / electrical design of the contactor. In vacuum contactors of the prior art, therefore, waived either tilting or the drive coil upstream of a drive electronics, which only switches on the supply voltage to the drive coil, if due to the height of the supply voltage safe transfer of armature and actuator is ensured in the operating positions.

Von den Erfindern der vorliegenden Erfindung wurde aber erkannt, dass es bei geeigneter Auslegung des Vakuumschützes möglich ist, auch ohne vorgeschaltete Ansteuerelektronik ein Kippverhalten zu erreichen. Es wurde also von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ein Vakuumschütz geschaffen, bei dem bei Beaufschlagung der Antriebsspule mit einem Strom unterhalb des Anzugsstroms das Betätigungselement stets entweder in der Elementruhestellung verbleibt oder vollständig in die Elementbetätigungsstellung ausgelenkt wird.However, it was recognized by the inventors of the present invention that, with a suitable design of the vacuum contactor, it is possible to achieve a tilting behavior even without upstream control electronics. It was thus created by the inventors of the present invention, a vacuum contactor, in which upon actuation of the drive coil with a current below the starting current, the actuating element either always remains in the element rest position or is fully deflected into the element actuation position.

Denn die entlang des Vorlaufweges zu überwindende Kraft kann unabhängig von der Kontaktanordnung und insbesondere unabhängig davon, daß Vakuumkontakte betätigt werden, gewählt werden. Insbesondere kann die zu überwindende Kraft so klein wie bei vergleichbaren Luftschützen gewählt werden. Hierdurch kann bei geeigneter Auslegung des Vakuumschützes das Kippverhalten erreicht werden.Because the force to be overcome along the flow path can be selected independently of the contact arrangement and in particular independently of the fact that vacuum contacts are actuated. In particular, the force to be overcome can be selected as small as comparable to air riflemen. hereby can be achieved with a suitable design of the vacuum contactor, the tilting behavior.

Bei Vakuumschützen verlöschen Lichtbögen bereits bei geringen Kontaktöffnungen. Vakuumschütze weisen daher in der Regel kürzere Schaltwege auf als Lüftschütze. Die von Luftschützen bekannten Dimensionierungen können daher übernommen werden, wenn die Summe von Vorlaufweg und Mitnahmeweg dem Kontaktweg eines Luftschützes entspricht. In der Praxis entspricht dies einem Verhältnis von Vorlaufweg zu Mitnahmeweg zwischen 1:3 und 3:1. In der Regel liegt das Verhältnis von Vorlaufweg zu Mitnahmeweg zwischen 2:3 und 3:2.With vacuum contactors, arcs are lost even at low contact openings. Vacuum contactors therefore generally have shorter switching paths than contactors. The known dimensions of air rifles can therefore be taken if the sum of the flow path and driving path corresponds to the contact path of an air contactor. In practice, this corresponds to a ratio of supply path to transport path between 1: 3 and 3: 1. In general, the ratio of flow path to driving path is between 2: 3 and 3: 2.

Wie bereits erwähnt, wird der Anker während des Durchlaufens des Vorlaufweges gegen eine Vorlaufkraft und während des Durchlaufens des Mitnahmeweges gegen eine Mitnahmekraft gelenkt. Ein Kippverhalten läßt sich mit besonders großer Sicherheit erreichen, wenn die Vorlaufkraft kleiner als die Mitnahmekraft ist. In der Praxis bedeutet dies zumeist, daß das Verhältnis von Vorlaufkraft zu Mitnahmekraft zwischen 1:10 und 1:2, insbesondere zwischen 1:5 und 1:4 liegt.As already mentioned, the armature is steered against a driving force during the passage of the flow path against a flow and during the passage of the driving path. A tilting behavior can be achieved with great certainty, if the flow rate is less than the driving force. In practice, this usually means that the ratio of supply force to driving force between 1:10 and 1: 2, in particular between 1: 5 and 1: 4.

Der konstruktive Aufbau des Vakuumschützes ist besonders einfach, wenn die Vorlaufkraft von einer Vorlauffedereinrichtung und die Mitnahmekraft von einer Mitnahmefedereinrichtung aufgebracht wird, die Vorlauffedereinrichtung sich einerseits am Anker und andererseits am Betätigungselement abstützt und die Mitnahmefedereinrichtung sich einerseits am Betätigungselement und andererseits am Schützgehäuse abstützt.The structural design of the vacuum contactor is particularly simple when the flow force of a Vorlauffedereinrichtung and the driving force is applied by a driving spring device, the Vorlauffedereinrichtung is supported on the one hand on the armature and on the other hand on the actuator and the driving spring is supported on the one hand on the actuator and on the other hand on the contactor housing.

Wenn das Betätigungselement einen Anschlag aufweist, gegen den der Anker beim Auslenken aus der Ankerruhestellung gefahren wird, ist der Vorlaufweg auf besonders einfache Weise exakt bestimmt.If the actuator has a stop against which the armature is moved when deflecting from the anchor rest position, the flow path is determined in a particularly simple manner exactly.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung

FIG 1
ein Vakuumschütz in unbetätigten Zustand,
FIG 2
das Vakuumschütz von FIG 1 im betätigten Zustand und
FIG 3
einen Kräfte- und Wegverlauf über einem Ankerweg.
Further advantages and details emerge from the following description of an embodiment. This show in a schematic representation
FIG. 1
a vacuum contactor in the unactuated state,
FIG. 2
the vacuum contactor of FIG 1 in the actuated state and
FIG. 3
a force and path over an anchor path.

Gemäß FIG 1 weist ein Vakuumschütz ein Schützgehäuse 1 auf.
Das Schützgehäuse 1 ist in FIG 1 nur abschnittweise dargestellt. Im Schützgehäuse 1 ist eine Antriebsspule 2 starr befestigt. Ferner sind im Schützgehäuse 1 ein Anker 3, ein Betätigungselement 4 und eine Kontaktbrücke 5 beweglich gelagert.According to FIG. 1, a vacuum contactor has a contactor housing 1.
The contactor housing 1 is shown only in sections in FIG. In the contactor housing 1, a drive coil 2 is rigidly secured. Furthermore, an armature 3, an actuator 4 and a contact bridge 5 are movably mounted in the contactor housing 1.

Das Schütz weist eine Vorlauffedereinrichtung 6, eine Mitnahmefedereinrichtung 7 und eine Durchdruckfedereinrichtung 8 auf. Die Federeinrichtungen 6 - 8 sind gemäß Ausführungsbeispiel als Druckfedereinrichtungen ausgebildet. Sie könnten aber auch anders ausgebildet sein, z. B. als Drehfedereinrichtungen.The contactor has a forward spring device 6, a driving spring device 7 and a compression spring device 8. The spring means 6 - 8 are formed according to embodiment as a compression spring means. But they could also be designed differently, for. B. as torsion spring devices.

Die Vorlauffedereinrichtung 6 stützt sich einerseits am Anker 3 und andererseits am Betätigungselement 4 ab. Die Mitnahmefedereinrichtung 7 stützt sich einerseits am Betätigungselement 4 und andererseits am Schützgehäuse 1 ab. Die Durchdruckfedereinrichtung 8 stützt sich einerseits am Betätigungselement 4 und andererseits an der Kontaktbrücke 5 ab.The advancing spring device 6 is supported on the one hand on the armature 3 and on the other hand on the actuating element 4. The driving spring device 7 is supported on the one hand on the actuating element 4 and on the other hand on the contactor housing 1. The pressure spring device 8 is supported on the one hand on the actuating element 4 and on the other hand on the contact bridge 5 from.

Wenn die Antriebsspule 2 nicht mit einem Strom beaufschlagt wird, drückt die Vorlauf federeinrichtung 6 den Anker 3 gegen einen oberen Betätigungselementanschlag 9. Die Mitnahmefedereinrichtung 7 drückt das Betätigungselement 4 gegen einen Gehäuseanschlag 10. Die Durchdruckfedereinrichtung 8 drückt die Kontaktbrücke 5 gegen einen Kontaktbrückenanschlag 11. Der Anker 3 befindet sich dadurch in einer Ankerruhestellung AR, der Betätigungselement 4 in einer Elementruhestellung ER und die Kontaktbrücke 5 in einer Brückenruhestellung. Die Stellung ist in FIG 1 dargestellt.When the drive coil 2 is not acted upon by a current, the forward spring device 6 pushes the armature 3 against an upper actuator stop 9. The driving spring 7 presses the actuator 4 against a housing stop 10. The compression spring 8 presses the contact bridge 5 against a contact bridge stop 11. Der Anchor 3 is thus in an armature rest position AR, the actuator 4 in a element rest position ER and the contact bridge 5 in a bridge rest position. The position is shown in FIG.

Wenn hingegen, wie in FIG 2 dargestellt, die Antriebsspule 2 mit einem Anzugsstrom IA beaufschlagt wird, wird der Anker 3 aus seiner Ankerruhestellung AR in eine Ankerbetätigungsstellung AB ausgelenkt.If, on the other hand, as shown in FIG. 2, the drive coil 2 is acted upon by a starting current IA, the armature 3 is deflected from its armature rest position AR into an armature actuating position AB.

Eine von der Vorlauffedereinrichtung 6 aufgebrachte Vorlaufkraft FV ist gegen die Bewegungsrichtung des Ankers 3 gerichtet. Sie ist kleiner als eine Mitnahmekraft FM, die ebenfalls gegen die Bewegungsrichtung des Ankers 3 gerichtet ist und von der Mitnahmefedereinrichtung 7 aufgebracht wird. Der Anker 3 wird daher zunächst von der Antriebsspule 2 um einen Vorlaufweg sV ausgelenkt. Zum Durchlaufen des Vorlaufweges sV muß von der Antriebsspule 2 nur die Vorlaufkraft FV überwunden werden. Da die Vorlaufkraft FV kleiner als die Mitnahmekraft FM ist, wird das Betätigungselement 4 während des Durchlaufens des Vorlaufweges sV nicht ausgelenkt. Dieses bleibt in seiner Elementruhestellung ER.An advancing force FV applied by the advancing spring device 6 is directed against the direction of movement of the armature 3. It is smaller than a driving force FM, which is also directed against the direction of movement of the armature 3 and is applied by the entrainment spring device 7. The armature 3 is therefore first deflected by the drive coil 2 by a flow path sV. To pass through the supply path sV of the drive coil 2, only the supply force FV must be overcome. Since the advance force FV is smaller than the driving force FM, the actuating element 4 is not deflected during the passage of the flow path sV. This remains in its elementary rest position ER.

Am Ende des Vorlaufweges sV wird der Anker 3 gegen einen unteren Betätigungselementanschlag 12 gefahren, der am Betätigungselement 4 angeordnet ist. Aufgrund des Fahrens des Ankers 3 gegen den unteren Betätigungselementanschlag 12 wird bei der weiteren Auslenkung des Ankers 3 in eine Ankerbetätigungsstellung AB auch das Betätigungselement 4 in eine Elementbetätigungsstellung EB ausgelenkt. Während des Durchlaufens des durch das Mitnehmen des Betätigungselements 4 definierten Mitnahmeweges sM muß die Mitnahmekraft FM überwunden werden.At the end of the flow path sV the armature 3 is moved against a lower actuator stop 12, which is arranged on the actuating element 4. Due to the driving of the armature 3 against the lower actuator stop 12 and the actuator 4 is deflected in an element actuation position EB in the further deflection of the armature 3 in an armature actuation position AB. During the passage of the driving path sM defined by the entrainment of the actuating element 4, the driving force FM must be overcome.

Durch das Auslenken des Betätigungselements 4 wird die Kontaktbrücke 5, wie in FIG 2 dargestellt, mit Kontaktstücken 13 auf Gegenkontakte 14 abgesenkt; welche fest im Schützgehäuse 1 angeordnet sind. Das Betätigungselement 4 wird dann noch etwas weiter ausgelenkt, so daß auf einem letzten Wegstück des Mitnahmeweges sM, nachfolgend Durchdruckweg sD genannt, die Mitnahmekraft FM zuzüglich einer von der Durchdruckfedereinrichtung 8 aufgebrachten Durchdruckkraft FD überwunden werden muß.By deflecting the actuating element 4, the contact bridge 5, as shown in FIG 2, lowered with contact pieces 13 on mating contacts 14; which are fixedly arranged in the contactor housing 1. The actuator 4 is then deflected a little further, so that on a last stretch the driving path sM, hereinafter referred to as Durchdruckweg sD, the driving force FM plus a force applied by the Durchdruckfedereinrichtung 8 printing force FD must be overcome.

Das Auslenken des Betätigungselements 4 bewirkt somit ein Betätigen eines Kontakts, der von der Kontaktbrücke 5 nebst Kontaktstücken 13 einerseits und den Gegenkontakten 14 andererseits gebildet wird. Wie aus den FIG 1 und 2 ersichtlich ist, werden die Kontaktstücke 13 in Vakuumbehältern 15 auf die Gegenkontakte 14 abgesenkt. Die Vakuumbehälter 15 weisen dabei zumindest einen Teilabschnitt 16 auf, innerhalb dessen sie längenvariabel sind. Aufgrund der Anordnung der Kontaktstücke 13 und der Gegenkontakte 14 in Vakuumbehältern 15 ist der Kontakt ein Vakuumkontakt. Das Schütz ist somit ein Vakuumschütz.The deflection of the actuating element 4 thus causes an actuation of a contact, which is formed by the contact bridge 5 together with contact pieces 13 on the one hand and the mating contacts 14 on the other. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the contact pieces 13 in vacuum containers 15 are lowered onto the mating contacts 14. The vacuum containers 15 have at least one section 16, within which they are variable in length. Due to the arrangement of the contact pieces 13 and the mating contacts 14 in vacuum containers 15, the contact is a vacuum contact. The contactor is thus a vacuum contactor.

FIG 3 zeigt nun zunächst schematisch den Kraftverlauf, den die Antriebsspule 2 aufgrund des Anzugsstroms 1 überwinden muß. Während des Durchlaufens des Vorlaufweges sV muß lediglich die Vorlaufkraft FV überwunden werden, die entlang des Vorlaufweges sV geringfügig ansteigt. Während des Mitnahmeweges sM muß hingegen die Mitnahmekraft FM überwunden werden, die ebenfalls entlang des Mitnahmeweges sM ansteigt. Während des Durchdruckweges sD muß sogar die Summe von Mitnahmekraft FM und Durchdruckkraft FD überwunden werden.FIG. 3 shows first schematically the course of force which the drive coil 2 has to overcome on the basis of the attraction current 1. During the passage of the flow path sV only the flow force FV must be overcome, which increases slightly along the flow path sV. During the driving path sM, however, the driving force FM must be overcome, which also increases along the driving path sM. During the Durchdruckweges sD even the sum of driving force FM and compressive force FD must be overcome.

Die Vorlaufkraft FV ist kleiner als die Mitnahmekraft FM. In der Regel beträgt sie 10 % bis 50 % der Mitnahmekraft FM. Das Verhältnis von Vorlaufkraft FV zu Mitnahmekraft FM liegt also in der Regel 1:10 bis 1:2. Vorzugsweise beträgt die Vorlaufkraft FV zwischen 20 % und 25 % der Mitnahmekraft FM. Das Verhältnis liegt also vorzugsweise zwischen 1:5 und 1:4.The advance force FV is less than the driving force FM. As a rule, it is 10% to 50% of the driving force FM. The ratio of supply force FV to driving force FM is therefore usually 1:10 to 1: 2. Preferably, the advance force FV is between 20% and 25% of the driving force FM. The ratio is therefore preferably between 1: 5 and 1: 4.

Ferner ist aus FIG 3 ersichtlich, daß das Betätigungselement 4 vom Anker 3 nur während des Durchlaufens des Mitnahmeweges sM ausgelenkt wird. Der Vorlaufweg sV beträgt in der Regel 25 % bis 75 % des gesamten Weges, den der Anker 3 durchläuft. Meist beträgt er zwischen 40 % und 60 % des gesamten Weges. Das Verhältnis von Vorlaufweg sV zu Mitnahmeweg sM liegt also in der Regel zwischen 1:3 und 3:1, meist zwischen 2:3 und 3:2.Furthermore, it can be seen from FIG. 3 that the actuating element 4 is deflected by the armature 3 only during the passage of the driving path sM. The flow path sV is usually 25% to 75% of the total distance the anchor 3 passes through. It is usually between 40% and 60% of the total route. The ratio of flow path sV to driving path sM is therefore usually between 1: 3 and 3: 1, usually between 2: 3 and 3: 2.

Die Mitnahmekraft FM ist im wesentlichen durch die Dimensionierung des Vakuumkontakts - bzw. bei mehreren zu schaltenden Kontakten der Vakuumkontakte - bestimmt. Die Vorlaufkraft FV hingegen ist prinzipiell frei wählbar. Es ist daher insbesondere möglich, die Vorlaufkraft FV ähnlich wie bei einem Luftschütz gleicher Leistung zu dimensionieren.The driving force FM is essentially determined by the dimensions of the vacuum contact - or at several contacts to be switched contacts the vacuum contacts. The supply force FV, however, is in principle freely selectable. It is therefore particularly possible to dimension the advance force FV similar to an air contactor of the same power.

Ebenso ist der Mitnahmeweg sM im wesentlichen durch die Dimensionierung des Vakuumschützes bestimmt. Der Vorlaufweg sV ist wieder frei wählbar. Insbesondere ist der Vorlaufweg sV derart wählbar, daß die Summe von Vorlaufweg sV und Mitnahmeweg sM der Wegstrecke entspricht, um die der Anker und das Betätigungselement eines vergleichbaren Luftschützes verschoben werden. Damit kann die Antriebsspule 2 wie bei einem vergleichbaren Luftschütz ausgelegt werden. Somit ist insbesondere ein einwandfreies Kippverhalten des Vakuumschützes erreichbar. Likewise, the driving path sM is essentially determined by the dimensioning of the vacuum contactor. The flow path sV can be freely selected again. In particular, the flow path sV can be selected such that the sum of the flow path sV and the driving path sM corresponds to the distance by which the armature and the actuating element of a comparable air contactor are displaced. Thus, the drive coil 2 can be designed as in a comparable air contactor. Thus, in particular a perfect tilting behavior of the vacuum contactor can be achieved.

Claims (8)

  1. Vacuum contactor having a contactor housing (1), a drive coil (2), an armature (3), an operating element (4) and at least one vacuum contact,
    - with the drive coil (2) deflecting the armature (3) from an armature rest position (AR) to an armature operating position (AB) when a pull-in current (IA) is applied,
    - with the deflection of the armature (3) causing the operating element (4) to be deflected from an element rest position (ER) to an element operating position (EB), and
    - with the deflection of the operating element (4) resulting in closing of the at least one vacuum contact,
    - with, when the armature (3) is deflected from the armature rest position (AR) to the armature operating position (AB), the armature (3) first of all passing through an initial movement distance (sV), and then passing through a driving movement distance (sM),
    - with the operating element (4) being deflected by the armature (3) only while the latter is passing through the driving movement distance (sM),
    - characterized in that the operating element (4) always either remains in the element rest position (ER) or is deflected completely to the element operating position (EB) when a current that is less than the pull-in current (IA) is applied to the drive coil (2).
  2. Vacuum contact according to Claim 1,
    characterized
    in that the ratio of the initial movement distance (sV) to the driving movement distance (sM) is between 1:3 and 3:1.
  3. Vacuum contactor according to Claim 2,
    characterized
    in that the ratio of the initial movement distance (sV) to the driving movement distance (sM) is between 2:3 and 3:2.
  4. Vacuum contactor according to Claim 1, 2 or 3,
    characterized
    in that the armature (3) is deflected by the drive coil (2) against an initial movement force (FV) while it is passing through the initial movement distance (sV), and against a driving force (FM) while it is passing through the driving movement distance (sM), and in that the initial movement force (FV) is less than the driving force (FM).
  5. Vacuum contactor according to Claim 4,
    characterized
    in that the ratio of the initial movement force (FV) to the driving force (FM) is between 1:10 and 1:2.
  6. Vacuum contact according to Claim 5,
    characterized
    in that the ratio of the initial movement force (FV) to the driving force (FM) is between 1:5 and 1:4.
  7. Vacuum contactor according to Claim 4, 5 or 6,
    characterized in that the initial movement force (FV) is applied by an initial movement spring device (6), and the driving force (FV) is applied by a driving spring device (7), in that the initial movement spring device (6) is supported firstly on the armature (3) and secondly on the operating element (4), and in that the driving spring device (7) is supported firstly on the operating element (4) and secondly on the contactor housing (1).
  8. Vacuum contactor according to one of the above claims,
    characterized
    in that the operating element (4) has a stop (12), against which the armature (3) is moved when it is deflected from the armature rest position (AR).
EP00979409A 1999-10-05 2000-10-05 Vacuum contactor Expired - Lifetime EP1218905B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19947836A DE19947836C1 (en) 1999-10-05 1999-10-05 Vacuum contactor
DE19947836 1999-10-05
PCT/DE2000/003504 WO2001026127A1 (en) 1999-10-05 2000-10-05 Vacuum contactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1218905A1 EP1218905A1 (en) 2002-07-03
EP1218905B1 true EP1218905B1 (en) 2006-12-06

Family

ID=7924490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00979409A Expired - Lifetime EP1218905B1 (en) 1999-10-05 2000-10-05 Vacuum contactor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6747232B1 (en)
EP (1) EP1218905B1 (en)
CN (1) CN1192408C (en)
DE (2) DE19947836C1 (en)
WO (1) WO2001026127A1 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH169467A (en) 1933-05-20 1934-05-31 Regulator G M B H Birka Vacuum switch with electromagnetic actuator.
GB1432372A (en) 1972-07-26 1976-04-14 Lucas Electrical Ltd Solenoid operated switch assemblies
DE3218907A1 (en) 1982-05-19 1983-11-24 Sachsenwerk, Licht- und Kraft-AG, 8000 München Method and arrangement for switching vacuum switches
JPH07211202A (en) 1994-01-20 1995-08-11 Hitachi Ltd Vacuum contactor
JP3441360B2 (en) * 1997-03-25 2003-09-02 株式会社東芝 Circuit breaker operating device
JP2000268683A (en) * 1999-01-14 2000-09-29 Toshiba Corp Operating device for switch
US6156989A (en) * 1999-09-30 2000-12-05 Rockwell Technologies, Llc Multi-phase vacuum switch arrangement including an electromagnet actuating mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
US6747232B1 (en) 2004-06-08
DE19947836C1 (en) 2001-07-05
CN1192408C (en) 2005-03-09
EP1218905A1 (en) 2002-07-03
CN1378696A (en) 2002-11-06
WO2001026127A1 (en) 2001-04-12
DE50013837D1 (en) 2007-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4104533C2 (en) Electrical switch
DE10162585C1 (en) Electrical relay has auxiliary spring acting on switched contact spring in closed contact position for reducing rebound
DE102008011573B4 (en) Electromagnetic actuator and valve
EP0876671B1 (en) Electrical switching device
EP1618579B1 (en) Electromechanical switch
DE4118177C2 (en) Permanent magnetic residual current release
EP3224852B1 (en) Switching device having a drive for functional switching and a high-speed circuit breaker for breaking a current path in the switching device
EP1218905B1 (en) Vacuum contactor
WO2002065494A1 (en) Switching contact arrangement
DE1196917B (en) Safety device with at least two control valves
DE1296247B (en) Pressurized electrical circuit breaker
DE1490042B1 (en) Contactor with switch bridge contacts that can be changed either as opener or closer
DE3000681A1 (en) Contact actuating device for relays - has actuating stops for sprung contacts in actuating plane and on either side of sprung contact terminal
EP1203390B1 (en) Electromagnetic switching device
DE2526165A1 (en) Snap-action switch with several springs - has force releasing switching action transmitted from external operating element to contacts via intermediate element
DE2017779C (en) Electromagnetically controllable impulse switch
DE549622C (en) Toggle switch
CH659733A5 (en) Line protection circuit breaker
DE1960775C3 (en) Arrangement for converting an alternating current operated solenoid to direct current operation
DE2814070B1 (en) Low-voltage circuit breaker with an insulating housing and an auxiliary switch
DE587893C (en) Switch with arc extinguishing by flowing compressed gas
DE102006036194A1 (en) Contactor for switching gear i.e. line safety switch, has actuator fixed for instantaneous and prolonged opening of switching points, where actuator for prolonged opening of point acts on switching mechanism
DE1055664B (en) Switching mechanism for electrical switches, especially installation switches
DE2227180B2 (en) Auxiliary switch with single break
DE2648468A1 (en) SWITCHING DEVICE

Legal Events

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020228

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR IT

REF Corresponds to:

Ref document number: 50013837

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070118

Kind code of ref document: P

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

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

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

26N No opposition filed

Effective date: 20070907

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

Ref country code: FR

Payment date: 20121031

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: IT

Payment date: 20121030

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: DE

Payment date: 20121216

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50013837

Country of ref document: DE

Effective date: 20140501

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20140630

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

Ref country code: IT

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

Effective date: 20131005

Ref country code: DE

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

Effective date: 20140501

Ref country code: FR

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

Effective date: 20131031