DE1067505B - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zum Schutze von elektrischen Geräten, insbesondere von mechanischen Stromrichtern, ist es bekannt, sogenannte Kurschließer zu verwenden. Man versteht darunter elektrische Schalter, die im Falle einer Störung in möglichst kurzer Zeit ansprechen und zwei oder mehrere Phasen der Speiseleitung eines Stromrichters kurzschließen. Da mechanische Stromrichter vorwiegend für Anlagen mit sehr hohen Strömen Verwendung finden, müssen die Kurzschließer in der Lage sein, Ströme von vielen 1000 oder 10000 Ampere zu schalten.

Bei bekannten Anordnungen wird hierzu eine Schaltbrücke verwendet, welche gleichzeitig mit den kurzzuschließenden Kontaktstücken Kontakt gibt. Um die Zahl der Berührungspunkte zwischen Kontaktbrücke und einem Kontaktstück zu vergrößern, ist es weiterhin bekannt, wenigstens eines dieser Teile mit warzenförmigen Erhebungen auszubilden. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß z. B. bei Überbrückung von drei Kontaktstücken und Anordnung von nur je zwei warzenförmigen Erhebungen auf der Kontaktbrücke insgesamt sechs starr verbundene Punkte Kontakt geben sollen. Dies ist praktisch kaum realisierbar. Ungleichmäßigkeiten in der Stromverteilung und dadurch bedingte einzelne Überlastungen sind die Folge.

Es ist ferner ein Schalter bekannt, bei dem der bewegliche Kontakt aus zwei ineinandergeschachtelten glockenförmigen Kontaktteilstücken besteht, die in einer Führungshülse starr befestigt sind. Die Kontaktteilstücke sind geschlitzt, und die einzelnen gegenüberliegenden Lamellen wirken als Schleifkontakte mit den Gegenkontakten zusammen. Diese Anordnung hat unter anderem den Nachteil, daß sie nur für verhältnismäßig kleine Ströme verwendet werden kann, da bei großen Stromstärken mangels ausreichenden Kontaktdruckes eine sichere Kontaktgabe nicht gewährleistet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, bei dem schachtelartig ineinandergesetzte Kontaktteilstücke konzentrisch um einen Führungsbolzen angeordnet sind und in dessen Längsrichtung mit dem/den Gegenkontakten zusammenwirken.. Gemäß der Erfindung ist der Schalter derart ausgebildet, daß jedes einzelne Kontaktteilstück unter dem Einfluß einer ihm zugeordneten Feder, vorzugsweise einer Schraubenfeder, steht, die sich gegen das benachbarte Kontaktteilstück abstützt und in Richtung der Schaltbewegung wirksam ist.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, einen Schalter mit derart gedrängtem und raumsparendem Aufbau auch zum Schalten großer Stromstärken, beispielsweise in der Verwendung als Kurzschließer, einzusetzen, da unter anderem jedes einzelne Kontakt-

Anmelder:

EMAG Elektrizitäts-Gesellschaft m. b. H.
Frankfurt/M.

Othmar Grober, Ratingen,
Dipl.-Ing. Walter Gottwald, Wald-Michelbach (Odenw.), Horst Lehmann, Dr.-Ing. Adil Erk
und Dr. phil. Robert Schwetzke Ϊ, Braunschweig,
sind als Erfinder genannt worden

teilstück von einer ihm zugeordneten Feder beaufschlagt wird und dadurch mit dem erforderlichen hohen Kontaktdruck an dem oder den Gegenkontakten anliegt. Weiterhin wird durch die Zwischenanordnung einzelner Federn für die jeweiligen Kontaktteilstücke erreicht, daß die an sich gegeneinanderbeweglichen Kontaktstücke etwa gleichzeitig auf dem gemeinsamen Gegenkontakt auftreffen.

Es ist weiterhin, wie schon eingangs erwähnt, von Wichtigkeit, daß die Eigenzeit der Kurzschließer möglichst klein ist. Zur Herabsetzung der Eigenzeit ist es bereits vorgeschlagen worden, detonierende Sprengladungen zu verwenden. Erfindungsgemäß ausgebildete Schalter können mittels detonierender Sprengladungen betätigt werden, wobei insbesondere auf eine zuverlässige Verriegelung Wert gelegt ist, welche sicherstellt, daß eine Detonation der Sprengladung erst dann erfolgen kann, wenn eine Schädigung des Bedienungspersonals oder der Umgebung ausgeschlossen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schalter skizziert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Schaltorgane,

Fig. 2 einen Grundriß der Schaltorgane,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Sprengkammer, Fig. 4 den Grundriß der Sprengkammer.
Auf einer Grundplatte 1 sind die unteren Anschlußschienen 2, 3 und 4 (Fig. 1 und 2) montiert. Diese Schienen stellen im Bereich 5 den unteren festen Kontakt dar. Das bewegliche Kontaktstück besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei zueinander konzentrisch angeordneten Kontaktteilstücken 6, 7 und 8. Diese Kontaktteilstücke sind konzentrisch um

903 639/243

ι oe

den Führungsbolzen 9 angeordnet. Zwischen den Kontaktteilstücken 6 und 7, 7 und 8 sowie zwischen den Teilen 6 und 9 sind Federn angebracht, welche das Bestreben haben, die Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 in Richtung zu den kurzzuschließenden bzw. zu überbrückenden Kontaktstücken 2, 3 und 4 zu drücken. Um die Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 im ausgeschalteten Zustand des Schalters von den Gegenkontaktstücken fernzuhalten, ist eine mit dem Führungsbolzen 9 der Kontaktteilstücke verbundene Stützvorrichtung 10, welche über die Achse 11 gesteuert wird, vorhanden. Die Stützvorrichtung 10 greift vorzugsweise an der Kontaktfläche der Teile 6, 7 und 8 an, so daß die Kontaktteilstücke im Ausschaltzustand des Schalters in einer Lage gehalten werden, welche beim Einschaltvorgang eine gleichzeitige Kontaktgabe aller Kontaktteilstücke mit den Gegenkontaktstücken gewährleistet.

Sofern der Schalter nicht nur eine Verbindung zwischen den Kontaktstücken 2, 3 und 4 herstellen, sondern im eingeschalteten Zustand darüber hinaus auch noch eine zusätzliche Leitung an diesen kurzgeschlossenen Sternpunkt angeschlossen werden soll, besteht die Möglichkeit, an dem oberen festen Schalterteil 12 eine entsprechende Anschlußschiene 13 anzuordnen, welche über geeignet ausgebildete flexible Stromverbindungselemente 14 mit den Kontaktteilstücken 6, 7 und 8 elektrisch verbunden werden kann.

Der besondere Vorzug dieser Anordnung besteht darin, daß jedes der Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 — es könnten ebensogut auch noch mehr solcher Kontaktteilstücke angeordnet werden — mit allen Gegenkontaktstücken Kontakt gibt und infolge der beschränkten Zahl der Berührungspunkte und der gegenseitigen Beweglichkeit der Teile 6, 7 und 8 diese Kontaktgabe mit den Gegenkontaktstücken auch tatsächlich möglich ist. Die Federn 15, 16 und 17 haben dabei die Aufgabe, die Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 weitgehend unabhängig voneinander an die Gegenkontaktstücke anzudrücken. Die Feder 17 ist größer als die Federn 15 und 16 ausgeführt, um von ihr gleichzeitig auch die Einschaltbewegung der Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 abzuleiten. Der Schalter verbleibt in der Ausschaltstellung, solange die Achse 11 nach oben gezogen wird. Wenn die Haltekraft für die Achse 11 verschwindet, so werden die Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 unter dem Einfluß der Feder 17 nach unten bewegt und legen sich auf die Gegenkontaktstücke 2, 3 und 4. Um die Abwärtsbewegung der Achse 11 zu dämpfen, ist eine Feder 18 vorgesehen. Im unteren Teil 1 des Schalters ist noch eine geeignete Vorrichtung angebracht, um die Kontaktteilstücke 6, 7 und 8 entgegen der Federkraft 17 in die Ausschaltstellung zu bewegen. Dies kann beispielsweise mittels eines Exzenters 19 und eines auf die Achse 11 drückenden Stößels 20 bewerkstelligt werden. Eine Feder 21 sorgt für die Rückführung des Stößels 20 nach vollzogener Ausschaltbewegung.

Um das Einschalten des Schalters vorzunehmen, muß, wie bereits erwähnt, die Haltekraft für die Achse 11 aufgehoben werden. Dies kann beispielsweise durch bekannte geeignete Ausklinkvorrichtungen bewerkstelligt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in weiterer Durchführung der Erfindung gezeigt, wie zur Auslösung des Schalters eine detonierende Sprengladung verwendet werden kann. Die Verwendung einer derartigen detonierenden Sprengladung hat den Vorteil, daß die Ansprechzeit des Schalters im Vergleich zu üblichen elektrischen bzw. mechanischen Ausklinkvorrichtungen entscheidend herabgesetzt werden kann. In den Fig. 3. und 4 ist ein Ausführungs-

7 505

beispiel einer Vorrichtung, welche eine Auslösung mittels detonierender Sprengladungen gestattet, skizziert. Über der Achse 11 ist mit den feststehenden Schalterteilen 1 und 12 starr verbunden ein Gehäuse 22 zu denken. In diesem Gehäuse 22 ist eine Hülse 23 so angeordnet, daß sie einerseits die Schaltkontaktstücke 6, 7 und 8 über die Achse 11 und die Stützvorrichtung 10 in der Aus-Stellung entgegen den die Schaltbewegung durchführenden Kräften der Feder 17

ίο festzuhalten vermag und andererseits in ihrem Innern eine detonierende Sprengladung 24 untergebracht werden kann. Am einfachsten werden detonierende Sprengladungen in Form von Sprengpatronen verwendet, welche auf elektrischem Wege zur Detonation gebracht werden. Um das Bedienungspersonal und die in der Umgebung des Schalters befindlichen Gegenstände nicht zu gefährden, sind besondere Vorkehrungen und Maßnahmen bei der Verwendung von Sprengpatronen erforderlich. Die Hülse 23, welche

ao durch die Sprengladung 24 zerstört werden soll, um die Schaltbewegung des Schalters freizugeben, wird zweckmäßigerweise innerhalb einer geschlossenen Kammer 22 angeordnet. Diese Kammer 22 muß mehrteilig ausgeführt werden, um aus ihr jeweils die Splitter und Reste der Hülse 23 entfernen zu können. Besonders vorteilhaft ist es, die Kammer 22 in einer Ebene parallel zur Längsachse teilbar auszubilden, so wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Es wird dann ein Teil 22 a mit den Schalterteilen starr verbunden, während der über das Gelenk 25 schwenkbare Teil 22 & den Zugang zum Innern der Kammer 22 gestattet. Die zweiteilige Kammer 22 bzw. 22 a und 22 & dient also als Splitterschutzvorrichtung und muß in hinreichender Größe und Abmessung um die detonierende Sprengladung herum angeordnet sein, um einen zuverlässigen Schutz zu bilden.

Die übliche Ausbildung von Sprengpatronen, bei welchen ein oder zwei Drähte für die Zündzuleitung flexibel angebracht sind, ist für die vorliegende Aufgäbe wenig geeignet. Es ist vielmehr zweckmäßig, die Sprengpatrone 24 mit einem Isolierstoffaufsatz 26 zu versehen, welcher Schleifkontaktstücke, die mit den Zündzuleitungen der Sprengpatrone verbunden sind, trägt. Diese Schleifkontaktstücke im Isolieraufsatz 26 können mit Gegenkontaktstücken zusammenarbeiten, welche im Einsatzteil 27 angeordnet sind. Um eine Gefährdung praktisch auszuschließen, wird die gesamte Anordnung so getroffen, daß die die eine Endlage des Schalters fixierende Hülse 23 nach Montage, also bereits im eingebauten Zustand, eine Sprengpatrone aufzunehmen vermag. Es wird also mit Hilfe des Exzenters 19 (Abb. 1) der Schalter in die Aus-Stellung gebracht, die Hülse 23 eingehängt und mit der Achse 11 verbunden, so daß die Halterung der bewegliehen Kontaktteile 6, 7 und 8 durch die Hülse 23 übernommen wird. Der Einsatzteil 27 in Verbindung mit dem Gewindering 28 gestattet die Feineinstellung des Schalterhubes. Nachdem die Schaltkammer 22 geschlossen ist, kann auch die Sprengpatrone 24 eingelegt werden. Von besonderer Bedeutung sind Sperren mechanischer und/oder elektrischer Art, welche die richtige Reihenfolge der Bedienungshandgriffe weitgehend erzwingen, so daß die vorzeitige Detonation der Sprengladung verhindert wird. Im einzelnen kann dies beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß die Zuleitungen zu den Zündanschlüssen der Sprengkapsel über Kontakte geführt werden, welche erst dann geschlossen werden können, nachdem alle anderen Handgriffe, die für die Sicherheit notwendig sind, erledigt wurden, so daß beispielsweise erzwungen

Claims (15)

wird, zunächst die Teile 22 a und 22 & miteinander zu verbinden, anschließend den Deckel 29 gegen Abheben zu verriegeln und dann erst die Möglichkeit zu geben, die Sprengladung zur Detonation zu bringen Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter, vorzugsweise Kurzschließer, bei dem schachtelartig ineinandergesetzte Kontaktteilstücke konzentrisch um einen Führungsbolzen angeordnet sind und in dessen Längsrichtung mit dem/den Gegenkontakten zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Kontaktteilstück (6, 7, 8) unter dem Einfluß einer ihm zugeordneten Feder (15, 16, 17), vorzugsweise einer Schraubenfeder, steht, die sich gegen das benachbarte Kontaktteilstück abstützt und in Richtung der Schaltbewegung wirksam ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kontaktteilstücke (6, 7, 8) durch die Federn (15, 16, 17) weitgehend unabhängig voneinander an den/die Gegenkontakte gedrückt werden.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine im Führungsbolzen (9) gelagerte Stützvorrichtung (10) für die Kontaktteilstücke (6, 7, 8).

4. Schalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch derartige Ausbildung der Stützvorrichtung, daß die Kontaktteilstücke (6, 7, 8) im Ausschaltzustand des Schalters in einer Lage gehalten werden, welche beim Einschaltvorgang eine gleichzeitige Kontaktgabe aller Kontaktteilstücke mit den Gegenkontaktstücken (2, 3, 4) gewährleistet.

5. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kontaktteilstück (6, 7 oder 8) mit allen Gegenkontaktstücken (2, 3, 4) Kontakt gibt.

6. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens von einer der den Kontaktteilstücken (6, T₃ 8) zugeordneten Federn (15, 16, 17) gleichzeitig auch eine Schaltbewegung, vorzugsweise die Einschaltbewegung, hervorgerufen wird.

7. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung wenigstens einer Schaltbewegung, vor-

zugsweise der Einschaltbewegung, durch detonierende Sprengladungen ausgelöst wird.

8. Schalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Anordnung einer Hülse (23), die so ausgebildet ist, daß sie einerseits die Kontaktteilstücke (6, 7, 8) in einer Endlage (Aus- und Ein-Steilung) entgegen den die Schaltbewegung durchzuführenden Kräften festzuhalten und andererseits in ihrem Innern eine detonierende Sprengladung aufzunehmen vermag.

9. Schalter nach einem oder beiden der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß detonierende Sprengladungen in Form von Sprengpatronen verwendet werden.

10. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Endlage des Schalters fixierende Hülse (23) im eingebauten Zustand eine Sprengpatrone aufzunehmen vermag.

11. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die detonierende Sprengladung auf elektrischem Wege zur Detonation gebracht wird.

12. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengpatrone mit einem Isolierstoffaufsatz (26) versehen ist, welcher Schleif kontaktstücke trägt.

13. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß um die detonierende Sprengladung eine Splitterschutzvorrichtung (22) hinreichender Größe und Abmessung angebracht ist.

14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Splitterschutzvorrichtung (22) als geschlossener Topf ausgebildet ist, welcher in einer Ebene parallel zur Längsachse teilbar ist.

15. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch Sperren mechanischer und/oder elektrischer Art die richtige Reihenfolge der Bedienungshandgriffe weitgehend erzwungen, die vorzeitige Detonation der Sprengladung aber verhindert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 872973;
britische Patentschrift Nr. 542 823;
USA-Patentschrift Nr. 1080058.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909' 639/248 10.59