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Lasttrennschalter für hohe Stromstärken Die Erfindung bezieht sich
auf einen Lasttrennschalter für hohe Stromstärken mit parallelen, mit ihren Enden
im geschlossenen Zustand des Schalters an zwei Festkontakten anliegenden, starren
Kontaktbrücken, die gegenläufig um den einen, mit den Kontaktbrücken Stromübergangsstellen
bildenden Festkontakt durch von einer Schaltwelle betätigte Steuerstangen schwenkbar
sind.
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Bei bekannten Anordnungen der obengenannten Art sind an dem einen,
mit den Kontaktbrücken Stromübergangsstellen bildenden Festkontakt Lagerachsen oder
Gelenkpfannen für die Kontaktbrücken angeordnet, und zwar im letzteren Fall über
eine federbelastete Schraubverbindung am Festkontakt befestigt. Um die Brücken den
Gelenkpfannen anzupassen, weisen diese ein Spezialprofil auf, und die Gelenkpfannen
selbst werden als Stanzbiegeteile hergestellt. Dies bedeutet einen relativ hohen
Fertigungs-und Montageaufwand.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der
Nachteile der bekannten Schalter dieser Art und unter Ausnutzung an sich bekannter
Isoliertrennwände den Aufbau eines Lasttrennschalters der obengenannten Art in fertigungs-und
montagemäßiger Hinsicht zu vereinfachen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß die Kontaktbrücken jeder Phase mit den zugehörigen Festkontakten in an sich
bekannter Weise zwischen Isoliertrennwänden angeordnet sind, daß die Steuerstangen
und die Kontaktbrücken jeweils verbindende Gelenkbolzen, von denen einer über eine
Langlochführung mit seiner Kontaktbrücke gekuppelt ist, beidseitig in bogenförmigen
Führungsnuten der Isoliertrennwände geführt sind und daß beide Kontaktbrücken unter
Einsparung von Gelenkverbindungen im Bereich der Stromübergangsstellen durch zwischen
den Gelenkbolzen und den Stromübergangsstellen an den Kontaktbrücken angreifende
Kontaktdruckfederkräfte ständig gegen die Stromübergangsstellen gedrückt werden.
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Durch entsprechende Ausbildung der Isoliertrennwände können im Bereich
der Stromübergangsstellen gesonderte Gelenkverbindungen eingespart und gleichzeitig
in bekannter Weise geringe Breiten erzielt werden. Mit einer einzigen Kontaktdruckfeder
für beide Kontaktbrücken kann ausgekommen werden, wenn eine einzige Kontaktdrückfeder
auf die eine Kontaktbrücke direkt und auf die andere über einen ein Widerlager bildenden,
beide Kontaktbrücken umgreifenden Federkäfig einwirkt. Hierbei ist es vorteilhaft,
wenn der Federkäfig an den Isoliertrennwänden in Federkraftrichtung verschieblich
geführt ist. Eine weitere Vereinfachung des Lasttrennschalters gemäß der Erfindung
läßt sich dadurch erreichen, daß eine der zuletzt öffnenden- Schaltstelle zugeordneten
Lichtbogenlöscheinrichtung als zwischen die Isoliertrennwände einsetzbare Löschkammer
ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Löschkammer in ersten Randausnehmungen
der beiden Isolierstofftrennwände mit einem federbelasteten, in ihr geführten Querbolzen
einfügbar und durch Eindrücken ihrer Nocken in zweite Randausnehmungen der Trennwände
in ihrer Lage fixierbar.
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An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Erläuterung ihrer Wirkungsweise beschrieben.
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F i g. 1 zeigt einen Aufriß und F i g. 2 einen Grundriß des erfindungsgemäßen
Schalters zum Teil im Schnitt; in F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III
und in F i g. 4 ein Schnitt längs der Linie IV IV aus F i g. 1 dargestellt; in F
i g. 5 ist der Schalter in einer zur F i g. 1 entsprechenden Darstellungsweise im
ausgeschalteten Zustand dargestellt; F i g. 6 bis 9 zeigen einzelne Ansichten des
Federstiftes und des dazugehörigen Federkäfigs. Federstift und Federkäfig dienen
zur Lagerung der Kontaktdruckfeder; F i g. 10 zeigt eine Ansicht des Schalters in
einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellungsweise, wobei die Kontaktanordnung
für höhere Stromstärken verbreitert ist; F i g. 11 zeigt einen Federkäfig für einen
Schalteraufbau gemäß F i g. 10; in F i g. 12 ist eine vorteilhafte Ausführungsform
einer Lichtbogenlöschkammerfür den erfindungsgemäßen Schalter dargestellt.
Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das Verständnis der Erfindung
nicht unbedingt notwendigen Teile sind fortgelassen.
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Zwischen den Isoliertrennwänden 1 liegt die Kontaktanordnung eines
Strompfades. Die Isoliertrennwände 1 sind auf Bolzen 2 aufgereiht. Mit den Bolzen
2 können in an sich bekannter Weise mehrere Kontaktanordnungen zu einem mehrpoligen
Schalter zusammengefaßt und an einem geeigneten Antrieb festgeschraubt werden. Die
dargestellte Kontaktanordnung besitzt zwei die Festkontaktanschlüsse 3 und 4 bildende
Stromschienen 5 und 6. An der Unterseite der Festkontaktanschlüsse 3 und 4 sind
mit Gewinde für die Anschlußschrauben versehene, aus Stahl bestehende Mutterstücke
56 und 57 angeordnet. Die beiden Kontaktbrücken 7 und 8 bilden mit den Stromschienen
5 und 6 Kontaktstellen 9, 10, 11
und 12. Die beiden Kontaktstellen
11 und 12 sind als Schaltstellen ausgebildet, während die Kontaktstellen 9 und 10
Schwenkpunkte oder Schwenkachsen für die beiden Kontaktbrücken 7 und 8 bilden. Die
beiden Stromschienen 5 und 6 sind zweckmäßig gleichachsig angeordnet. Die Schaltbewegung
der Kontaktbrücken 7 und 8 wird von Steuerstangenpaaren 13 und 14 gesteuert. Das
Steuerstangenpaar 13 ist an der Kontaktbrücke 7 mit einem Bolzen 15 angelenkt, während
das Steuerstangenpaar 14 an der Kontaktbrücke 8 mittels des Bolzens 16 angelenkt
ist. Die die Augen für die Bolzen 15 und 16 bildenden Teile 58 und 59 der Kontaktbrücken
7 und 8 werden zweckmäßig als Versteifungen bzw. Verstärkungen für die Kontaktbrücken
ausgeführt. Diese Versteifungen bzw. Verstärkungen bestehen zweckmäßig aus einem
Material schlechterer Leitfähigkeit als die eigentlichen Kontaktbrücken, damit der
Weg des kontaktdruckverstärkenden Stromes in den Kontaktbrücken möglichst wenig
beeinflußt wird. Bestehen die Kontaktbrücken 7 und 8 aus Elektrolytkupfer, so kann
als Material für die Lagerteile 58 und 59 z. B. Eisen oder Bronze gewählt werden.
Die Lagerteile können auch aus einem geeigneten Isoliermaterial, z. B. einem zähen
Kunststoff bestehen und so geformt sein, daß sie auf die Kontaktbrücken 7 und 8
aufgeschoben werden können.
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Mit ihren anderen, den Kontaktbrücken abgewandten Enden sind die Steuerstangenpaare
13 und 14 mittels der Bolzen 17 und 18 mit der Doppelkurbel 19 gelenkig verbunden.
Die Doppelkurbel 19 sitzt auf einer als Vierkantwelle ausgebildeten Schalterantriebswelle
20. Zur Betätigung der Antriebswelle 20 wird zweckmäßig ein Antrieb mit handunabhängiger
Schnellschaltung gewählt. Die Bolzen 15 und 16 sind in kreisbogenförmig geformten
Führungsnuten 21 und 22 in den Isoliertrennwänden 1 geführt. Hierdurch wird eine
drehbare Lagerung für die Kontaktbrücken 7 und 8 an den Kontaktstellen 9 und 10
eingespart. Das Steuerstangenpaar 13 ist an der Kontaktbrücke 7 mittels eines Langloches
23 angelenkt, um ein zeitverzögertes Öffnen der Kontaktbrücke 7 gegenüber der Kontaktbrücke
8 zu erreichen, derart, daß bei einer Betätigung der Kontaktbrücken, d. h. bei einer
Drehung der Welle 19 in Pfeilrichtung, zunächst die Kontaktbrücke 8 abhebt und anschließend
die Kontaktbrücke 7. Die Stromunterbrechung und Lichtbogenlöschung ist somit der
Kontaktbrücke 7 zugeordnet. Aus diesem Grunde ist die Kontaktbrücke 7 mit einer
aufgelöteten Silberauflage 24 versehen, die auf der Silberauflage 25 des zugeordneten
Festkontaktes 26 aufliegt. Der Festkontakt 26 bildet auf seiner der Kontaktbrücke
7 zugewandten Seite eine die Lichtbogenwanderung beschleunigende Stromschleife 27.
Die Länge dieser Stromschleife 27 ist, wie ersichtlich, klein gegenüber der Gesamtlänge
der Kontaktbrücken, damit die anziehende Wirkung zwischen den Kontaktbrücken nicht
merklich verkleinert wird.
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Zwischen den beiden Schenkeln der Stromschleife ist eine Isolierstoffeinlage
28 zum Abstützen und zum Isolieren der beiden Schleifenwege eingefügt.
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An Stelle der Doppelkurbel 19 kann ganz allgemein eine Kurvenscheibe
verwendet werden, wodurch es möglich ist, die Bewegung der Steuerstangenpaare 13
und 14 und damit die Bewegung der Kontaktbrücken 7 und 8 in gewünschter Weise zu
steuern. Die F i g. 1 zeigt den Schalter im eingeschalteten Zustand. Die beiden
Kontaktbrücken 7 und 8 stehen unter kontaktdruckverstärkender Federbelastung. Diese
Federbelastung ist durch eine Druckfeder 29 realisiert, derart, daß die Kontaktdruckfeder
29 auf die Kontaktbrücke 8 direkt mit einem Federstift 30 und auf die Kontaktbrücke
7 über den als Widerlager dienenden Federkäfig 31 wirkt. Der Federkäfig 31 ist,
wie es aus F i g. 9 ersichtlich ist, U-förmig ausgebildet und nimmt zwischen seinen
beiden Schenkeln 32 und 33 die beiden Kontaktbrücken 7 und 8 auf. An der Bodenfläche
des Federkäfigs stützt sich die Kontaktdruckfeder 29 unter Zwischenschaltung eines
Zapfens 34 ab, und mit dem Kopf 35 des Federstiftes 30 wirkt sie auf die Kontaktbrücke
8 ein. Die beiden Schenkel 32 und 33 des Federkäfigs sind mit einem Bolzen 36 überbrückt.
Der Kopf 35 des Federstiftes 30 und der Bolzen 36 sind an ihren auf die Kontaktbrücken
7 und 8 einwirkenden Seiten mit aufgelöteten Lagerstellen 37 und 38 versehen. Mittels
des Bolzens 36 kann der Federkäfig 31 gleichzeitig in entsprechenden Führungsnuten
an den Isoliertrennwänden 1 in Federkraftrichtung längsverschieblich gelagert sein.
Zusätzlich zu den Führungsnuten für die Bolzen 15 und 16 sowie 36 sind die Isoliertrennwände
noch mit eingepreßten Vertiefungen 39 zur Aufnahme der Stromschienen 3 und 4 sowie
mit Randausnehmungen 40 und 41 zur Befestigung einer aufsetzbaren
Lichtbogenkammer versehen. Eine Hälfte der aus zwei spiegelbildlichen Seitenwänden
zusammengesetzten Lichtbogenkammer ist aus F i g. 12 ersichtlich. Die Löschkammer
ist zweckmäßig aus Preßstoff gefertigt und mit Rillen 42 zur Aufnahme von Löschblechen
versehen. Zur Befestigung der Löschkammer dient ein in dem Langloch 43 federbelastet
gelagerter Bolzen 44 und ein Nocken 45 an der Außenseite der Löschkammer. Die beiden
Teile der Löschkammer werden durch Rohrniete 46 mit Distanzrohr 60 zusammengehalten.
Die Befestigung der Löschkammer an den Isoliertrennwänden erfolgt in der Weise,
daß in die Randausnehmung 41 der federgelagerte Bolzen 44 der Löschkammer
eingehakt wird, dann die Kammer nach links gezogen und mit dem Nocken 45 in die
Randausnehmung 40 gedrückt wird.
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In F i g. 5 ist der Schalter bei geöffnetem Zustand der Kontaktanordnung
dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Doppelkurbel 19 in Gegenzeigerrichtung
gedreht worden ist, mit ihrem als Druckstangen wirkenden Steuerstangenpaar
13' die Kontaktbrücke 7 mitgenommen hat und mit ihrem als Zugstangen wirkenden
Steuerstangenpaar 14 die Kontaktbrücke B.
Gleichzeitig
ist die Kontaktdruckfeder 29 zusammengedrückt worden und der Federstift 30,
der im Federkäfig 31 längsverschieblich geführt ist, hat sich in Richtung
des Zapfens 34 bewegt. Gleichzeitig ist der gesamte Federkäfig
31 mit seinem Bolzen 36 mit der Kontaktbrücke 7 verlagert worden.
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Aus den F i g. 6 bis 9 sind Einzelheiten des Federkäfigs und des Federstiftes
näher ersichtlich. Der Kopf 35 des Federstiftes 30 besitzt eine Ausnehmung
47 mit Lagerstelle 37, in der die zugeordnete Kontaktbrücke
8 gelagert wird. Die Anordnung des Federkäfigs 31 innerhalb der Kontaktanordnung
ist aus F i g. 4 näher ersichtlich.
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Wenn ein Schalter für größere Stromstärken aufgebaut werden soll,
so können bei Verwendung der gleichen Isoliertrennwände die Anschlußstücke 5 und
6 den Vorschriften entsprechend verbreitert werden und aus Gründen der Kurzschlußfestigkeit
zwei Kontaktbrückenpaare eingebaut werden. Eine derartig erweiterte Kontaktanordnung
ist aus F i g. 10 ersichtlich. Die Kontaktanordnung ist mit zwei Kontaktbrückenpaaren
48 und 49 versehen, zwischen denen die Steuerstangen angelenkt werden können. Von
den Steuerstangen ist nur eine, nämlich die Steuerstange 50, mit dem zugehörigen
Führungsbolzen 51 ersichtlich. Entsprechend der verbreiterten Kontaktanordnung
ist auch der zugehörige Federkäfig zu verbreitern. Der Federkäfig besteht aus zwei
gleichen Teilen 52 und 53 mit entsprechenden Federstiften 54, 55 (F i g. 11). In
F i g. 11 ist ferner die Lage der beiden Kontaktbrückenpaare 48 und
49 zu den Federstiften 54 und 55 ersichtlich.
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Wie oben bereits erläutert, werden die beiden Kontaktbrücken 7 und
8 (F i g. 1) bzw. die beiden Kontaktbrückenpaare 48 und 59 (F i g.
10) so gesteuert, daß die eine Kontaktbrücke zeitverzögert gegenüber der anderen
öffnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Lichtbogenlöschkammer nur der
einen Schaltstelle zugeordnet zu werden braucht.