DE1640267A1 - Mechanischer Stromunterbrecher - Google Patents

Description

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y.,USA

Mechanischer Stromunterbrecher

Die Erfindung bezieht 3ich auf Stromunterbrecher für erhebliche Nennströme, und im besonderen auf einen ehwenkbaren, stromführenden Kontaktarm für solche Stronunterbrecher.

Bisherige Stromunterbrecher der hler interessierenden Art wiesen Üblichervreise einen schwenkbaren strömführenden Kontaktarm auf, an dem die Kontakte befestigt waren. Diese Kontaktarme mußten sehr kompliziert aufgebaut sein, um die Wirkungsweise des Unterbrechers sicherzustellen. Als Beispiel für einen sol-

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chen bekannten Unterbrecher sei der Unterbrecher nach dem US-Patent 3 263 051 angegeben. Wie dieser Unterbrecher zeigt, war es üblich, · einen schwenkbaren, stromführenden Kontaktarm an der Grundplatte des Unterbrechers anzulenken und diesen schwenkbaren Kontaktarm durch flexible Leitungen oder Litzen mit einem Anschluß eines üblichen Auslösers für den Unterbrecher zu verbinden. Eine solche Ausbildung eines stromführenden Kontaktarms 1st zwar im allgemeinen zufriedenstellend. Es ergeben sich jedoch bestimmte Nachteile, wenn es sich um schwenkbare Kontaktarme für Stromunterbrecher mit hohen Nennströmen handelt.

In Stromunterbrechern für hohe Nennströme, also beispielsweise für 2000 Ampere oder höher,müssen die flexiblen Leiter oder Litzen einen so großen Querschnitt aufweisen, daß es einen erhebliehen Kraftaufwand erfordert, diese Litzen zu verbiegen. Diese Kraft addiert sich der recht erheblichen Kraft hinzu, die erforderlich 1st, den bewegbaren Kontaktarm in solchen Unterbrechern hin- und herzuschalten. Zusätzlich wird meistens versucht, Stromunterbrecher so klein wie möglich zu machen, (was seine Grenze in der erforderlichen Schaltleistung hat). Die flexiblen Leitungen oder Litzen, mit denen diese schwenkbaren Kontaktarme angeschlossen werden, nehmen aber über den Raum des schwenkbaren Kontaktarmes Hinaus noch zusätzlichen Raum ein.

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Es wurde bereits versucht» die flexiblen Litzen oder Leitungen dadurch wegzulassen, daß man den Strom im schwenkbaren Kontaktarm direkt durch den Stift hindurchführte, mit dem der oder die schwenkbaren Kontaktarme angelenkt waren. Dieses führte jedoch insbesondere dann zu Schwierigkeiten, wenn hohe Ströme geschaltet wurden, da hierbei Lichtbögen und Funken auftreten können. Bei sehr hohen Kurzschlußströmen konnten die einzelnen Teile sogar verschweißen und kleben bleiben«

Ziel der Erfindung 1st daher eine schwenkbare, stromführende Kontaktarmgruppe für einen Stromunterbrecher, der für hohe Nennetröme ausgelegt ist und einfach, zuverlässig und billig herzustellen ist und bei der Maßnahmen getroffen sind, durch die Lichtbögen oder Funken zwischen den tragenden Elementen verhindert werden, wenn die Kontakte geöffnet werden.

Ein solcher Stromunterbrecher mit einer schwenkbaren, stromführenden Kontaktarmgruppe weist eine Grundplatte mit mindestens zwei VorsprUngen auf, zwischen denen sich ein Schlitz befindet. Innerhalb dieses Schlitzes 1st ein länglich ausgebildeter Kontaktarm angeordnet, der an einem quer durch den Kontaktarm und die Vorsprünge hindurchgehenden Stift schwenkbar angelenkt ist. Zwischen den Kontaktarm und den einen Vorsprung 1st innerhalb des Schlitzes noch eine Federvorrichtung eingesetzt,

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so daß der Kontaktarm . laufend gegen den anderen Vorsprung angedrückt wird. Auf diese Welse werden Funken und/oder Lichtbögen verhindert, die zwischen dem Kontaktarm und dem Stift überspringen können, an dem der Kontaktarm gelagert 1st. An dem schwenkbaren Kontaktarm 1st ein bewegbares Kontaktstück angeordnet, das zwischen der geschlossenen Unterbrecherstellung, in der das bewegbare Kontaktstück an einem feststehenden Kontaktstück anliegt, und der offenen Unberbrecherstellung hin- und herbewegbar 1st, in der das bewegbare Kontaktstück von dem feststehenden Kontaktstück abgehoben worden ist.

Zm folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit den Zeichnungen im 'einzelnen besehrieben werden.

Flg. 1 1st eine Seitenansicht eines Stromunterbrechers, auf den die Erfindung angewendet worden ist. Ein TeE der Gehäuseseltenwand des Unterbrechers let weggebrochen worden.

Flg. 2 1st eine Seitenansicht der schwenkbaren, stromführenden Kontaktarmgruppe des Unterbrechers nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Kontaktarmgruppe nach Fig. 2 von oben.

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FIg. 4 1st eine Ansicht ähnlich der Flg. 2 und zeigt die Kontaktarmgruppe In vergrößertem Maßstab. Die Seltenteile der Kontaktarmgruppe sind weggelassen worden,.um den inneren Aufbau sichtbar zu machen. Xn strichpunktierten Linien ist die Kontakt-armgruppe in der Schließstellung dargestellt.

Flg. 5 ist ein Schnitt durch die Kontaktarmgruppe längs der Linie 5-5 aus Fig. 4.

Fig. 6 zeigt perspektivisch einen Teil der erfindungsgemäßen Kontaktarmgruppe im zerlegten Zustand.

In der Fig. 1 ist dargestellt, wie die Erfindung auf einen mehrpoligen Unterbrecher angewendet werden kann. Dieser Unterbrecher weist ein Isoliergehäuse auf,dessen oberer Teil mit 12 und dessen unterer Teil mit 13 bezeichnet ist. Außerdem ist noch ein Handgriff 11 vorgesehen, der von Hand zwischen der offenen Schaltstellung (ausgezogen dargestellt) und der geschlossenen Schaltstellung (gestrichelt dargestellt) hin- und herbewegbar 1st.

An einem Ende des unteren Gehäuseteils 13 des Unterbrechers ist eine Netzklemme 15 angeordnet, die elektrisch mit einem Ende einer Leiterschiene 16 verbunden 1st. Am anderen Ende der

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der Leiterschiene 1β sind ein feststehender Lichtbogenkontakt 17 und mehrere feststehende Hauptkontaktstücke 18 montiert, von denen jedoch nur eines dargestellt 1st. Die feststehenden Hauptkontaktstücke sind in einem gewissen Abstand nebeneinander auf der Leiterschiene 16 angeordnet. Am anderen Ende des unteren Gehäuseteils 13 des Unterbrechers ist eine Ausgangsklemme 19 angeordnet, an der ein Verbraucher angeschlossen wird. Die Ausgangsklemme 19 1st mit einem üblichen Auslöser 20 elektrisch verbunden, der seinerseits dicht nebtn

der Ausgangsklemme 19 angeordnet ist.

Wie am besten au* der Flg. 1 hervorgeht, 1st die mit "21" bezeichnete Kontaktarmgruppe im unteren Gehäuseteil 13 des Unterbrechers zwischen dem Auslöser 20 und den feststehenden Kontaktstücken 17,18 angeordnet. Die Kontaktarmgruppe 21 weist eine stromführende Gundplatte 22 auf, Sie an ihr*** . einen Pntfe mit einer Anzahl von Vorsprüngen 23 versehen ist, die ,, zusammen mit der Grundplatte 22 aus einem Stück hergestellt worden sind. Zwischen zwei der Vorsprünge 23 befindet sich jeweils ein Schlitz 24. In jedem der Schlitze 2h 1st ein länglich ausgebildeter Kontaktarm 25 schwenkbar gelagert, der an seinem freien Ende ein.bewegbares Hauptkontaktstück 26 trägt.

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Au8 der ELg. 6 kann man entnehmen, daß am Ende 28 eines jeden Kontaktarmee 25 ein Teil 27 weggefräst worden ist, so daß jeder Kontaktarm 25 mit seinem Ende 28 in einen Schlitz Zk eingesetzt werden kann. (In der Fig. 6 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein einziger Kontaktarm 25 dargestellt.)

daß Weiterhin geht aus Fig. 6 hervor, an jedem Kontaktarmende 28 seitlieh eine Vertiefung 29 vorgesehen ist, in die eine kreisringförmige Federscheibe 30 ©ingelegt werden kann. Die einseinen Kontaktarme 25 werden durch einen Stift 31 schwenkbar gehaltert, der durch die öffnungen 32 in den Vorsprangen 23 und dirch die öffnungen 33 in den Kontaktarmen 25 hindurchgeht, so daß die einseinen Kontaktarme unabhängig voneinander geschwenkt werden können.

Die Fig. 5 zeigt die ganze Kontaktarmgruppe im zusammengesetzten Zustand. Jede Federscheibe 30 sitzt auf dem Stift 31 genau zwischen dem Boden der Vertiefung 29 am Ende 28 eines Kontaktarmes und dem danebenliegenden Vorsprung 23. Daher drückt Jede Federscheibe 30 den zugehörigen Kontaktarm 25 seitlich an einen Vorsprung 23 der Grundplatte 22 an. Die Wirkung, die hierdurch erzielt wird, wird noch im einzelnen beschrieben.

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Einer der Kontaktarme ist in den Zeichnungen mit "3**" bezeichnet worden. Dieser Kontaktarm 34 ist länger ausgebildet, als die anderen Kontaktarme25, trägt an seinem freien Ende einen Lichtbogenkontakt 36 und ragt in das Gebiet des Unterbrechers hinein, das von der Bogenlösehvorrichtung 35 des Unterbrechers eingenommen wird.

Die ganze Kontaktarmgruppe 21 ist mit einer U-förmigen Gabel 37 versehen, die über den einzelnen Kontaktarmen 25 angeordnet und am Stift 31 ebenfalls schwenkbar angelenkt ist. Man kann die U-förmige Gabel 37 auf beliebige Weise an dem Stift 31 befestigen, sofern nur das Hin- und Herschwenken der Gabel 37 nicht beeinträchtigt wird. Wie am besten aus Flg. 3 hervorgeht, ist die U-förmlge Gabel 37 oben mit einer Anzahl von Vertiefungen 38 versehen, denen auf der Innenfläche der Gabel 37 Vorsprünge 39 gegenüberliegen. Auf diese Vorsprünge 39 werden Kontaktfedern *iO aufgesetzt, deren andere Enden In Sitzen Hl verankert sind, die oben auf Jedem Kontaktarm vorgesehen sind« In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind für Jeden Kontaktarm 25 und für den Kontaktarm 3^ Jeweils 2 Kontaktfedern vorgesehen.

Unter den Kontaktarmen 25 geht eine Stange H2 hindurch, d£@ Ies öffnungen H5 links und rechts an der U-fSrmigsn öab©2 3? gs~ haltert ist. Wie aus Fig. U hervorgeht, gsiit die Stange H2 sssfe

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durch eine öffnung 44 im Kontaktarm 34 hindurch. Der Durchmesser der öffnung 44 1st größer gemacht worden als der Durchmesser der Stange 42. Der Grund hierfür wird noch anschiiessend beschrieben. An der Stange 42 sind Hebel 45 schwenkbar angelenkt, die zu einer Anzahl- von Kniehebelgestängen 46 gehören. Die oberen Hebel 47 der Kniehebelgestänge 46 sind auf bekannte Weise mittels einer Anzahl von Federn 48 vorgespannt, wie es in der Technik üblich ist. (Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Feder 48 dargestellt). Durch die Federn 48 werden die Knickpunkte der Kniehebelgestänge 46 mit dem Handgriff 11 verbunden. Wenn daher der Handgriff 11 in der offenen Unterbrecherstellung steht, wie es in der Figur 1 dargestellt ist, sind auch die Kontakte offen. Bewegt man dagegen den Handgriff im Uhrzeigersinn nach rechts, so werden die ' Kontakte geschlossen, und dieser Zustand ist in der Flg. 2 dargestellt.

Wie bereits erwähnt, drucken die Federn 40 die Kontaktarme 25 und den Kontaktarm 34 laufend von der U-förmigen Gabel 37 weg. Dadurch ist sichergestellt, daß der Kontaktdruck ausreic hend hoch ist, wenn die bewegbaren Kontaktstücke 26 und der bewegbare Lichtbogenkontakt 36 an den feststehenden Hauptkontakten 18 bzw. an dem feststehenden Lichtbogenkontakt 17 anliegen. Die öffnung 44 in dem Kontaktarm 34 ist nun deswegen

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größer gemacht worden, um zwischen dem Xontaktarm 34 und der Stange 42 noch einen gewissen Bewegungspielraum zu erhalten, so daß auch der Kontaktarm 34 von den beiden Federn 40 anged rückt werden kann. Wäre der Durchmesser der öffnung 44 genau auf den Durchmesser der Stange 42 abgestimmt, so könnten die Federn 40 den Kontaktarm 34 nicht mehr ..nach unten drücken.

Nun soll im einzelnen beschrieben werden, wie der Strom von den feststehenden Kontakten aus durch die Kontaktarme 21 hind urch zu dem AuslSter 20 gelangt. Wenn die Kontakte geschlossen sind ,fließt der Strom von den Kontakten aus durch die Kontaktarme 25 und 34 hindurch und gelangt in den Schwenkstift 31 hinein. Dieses ist deswegen möglich, weil die einzelnen Kontaktarme 25 und 34 im geschlossenen Zustand des Unterbrechers von den Federn 40 gegen den Schwenkstift 31 angedrückt werden, die ebenso einen ausreichenden Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken hervorrufen, wie es bereits erwähnt wurde. Der Strom geht dann vom Stift 31 in die Lagerplatte 22 über ₃ da die Beruh ungs flächen zwischen dem Stift 31 und der Grundplatte 22 ausreichend groß sind. Theoretisch berührt der Stift 31 die Vorsprünge 23 überall innerhalb der öffnungen ,32, so daß der Strom, der aus den Kontaktarmen 25, 34 in den SSift 31 ge- _f langt, sieh im Stift 31 teilt und dann durch den jeweils nächstgelegenen Vorsprung 23 in die Grundplatte 22 übertritt. Es ist

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jedoch unwichtig, durch welchen der Vorsprünge der Strom In die Grundplatte 22 gelangt. Von der Grundplatte 22 aus geht der Strom durch die Klemme U$ hindurch und gelangt zur Klemme 50 des Auslösers 20. Die öffnungen 51 In der Grundplatte 22 dieien dazu, die Klemmen 'S9 aufzunehmen, während durch die ö~ tiungen 52 in der Grundplatte 22 Schrauben 53 hindurchgeat-eckt werden, mit denen die ganze Kontaktarmgruppe 21 im unteren Gehäuseteil 13 des Unterbrechers festgeschraubt werden "

Wem die Kontaktarmgruppe 21 geöffnet wird, fällt der Druck der Federn ¹IO weg und daher auch der Druck, mit dem die Kontaktarme 25, 3k an den Stift 31 angepreßt werden. Da jedoch der Strom noch eine torze Zeit nach dera öffnen der Kontakte und nach dem Wegfall des Pederdruckes andauert, könnten tischen den Kontaktarmen 25 j 3*J und dem Stift 31 kleine Lichtbögen oder Funken entstehen, sofern dieses der einzige Stromweg wäs?e« Nun Bind ₍ erfindungsgemiS noch Druckvorrichtungen, näialieh st-iQ Sti-ie^sehelben 30 vorge::s.hc-n_t äie Jeden einzelnen Kont-ak&am 25,3^ seitlieh BM den dc.iiebenliegendeii Vorsprung 23 der Grundplatte 22 andrücken« Da dieser Druck ii»er vorhanden ist₅ feesteht auch Immer ein diisfcuer Stromweg von äen einselnen Kontaktarmen 25, "ßh wnd üi.esvv ^<;rciAi:eges wegen t2*sten beim ^fSimn ees üava^br^- ehere Funken cüi?r Lichtbögen an «Siesesi Stellen sjäefet mehr auf.

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Es sei bemerkt, daß der Druck der Federscheiben 30 nicht so groß ist, daß dadurch ein ausreichender Stromweg für den Nennstrom geschaffen wäre, den der Unterbrecher normalerweise führt, da der hierzu erforderliche seitliche Druck eine bo große Reibung bedingen würde, daß das Hin- und Herschwenken der Kontaktarme beeinträchtigt wäre. Dieser seitliche Druck ist vielmehr gerade so groß, daß beim öffnen des Unterbrechers an diesen ^ Stellen keine Funken oder Bögen auftreten. Weiterhin sei bemerkt, daß der Strom direkt aus den Vorsprüngen 23 in die Grundplatte 22 gelangen kann, da die VorsprUnge 23 und die Grundplatte 22 zusammen aus einem Stück hergestellt sind. Der Strom braucht also von einem Vorsprung weder durch einen anderen Vorsprung noch durch irgendeine Trennfläche mit zusätzlichem Obergangswiderstand hindurchzugehen, was bei anderen Konstruktionen der Fall ist.

Die dargestellte Ausführungsform eines Unterbraehes ist mit " sechs Kontaktarmen 25 und einem längeren Kontaktarm 3*1 versehen. Es widerspricht jedoch nicht der Erfindung, eine größere oder eine kleinere Anzahl dieser Kontaktarme zu verwenden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Kontaktarme 25,34 mit Beschlagen 5** (Flg. 6) versehen worden ₃ die den richtigen Abstand der einzelnen Kontaktarme sicherstellen und die Reibung vermindern. Dis Kontaktarme können auch anders /.ausgebildet ss£bi_q

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Claims (3)

Ansprüche

1. Stromunterbrecher mit einem schwenkbar gelagerten strom» führenden Kontaktarm oder mehreren solcher Kontaktarme, die zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (22) mit zwei oder mehreren Vorsprüngen (23) vorgesehen ist, durch die ein oder mehrere Schlitze (24) begrenzt sind, daß die hinteren Enden (28) eines oder mehrerer Kontaktarme (25) in den Schlitzen (24) angeordnet und dort mittels eines elektrisch leitenden Stiftes (31) schwenkbar gehaltert und elektrisch mit der Grundplatte verbunden sind, und daß auf dem elektrisch leitenden Stift (31) Druckvorrichtungen angeordnet sind, durch die die Enden (28) der Kontaktarme (25) in Richtung der Schwenkachse gegen die Vorsprünge (23) angedrückt sind, so daß laufend ein Stromweg zwischen den Kontaktarmen und der Grundplatte aufrechterhalten ist.

2. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innerhalb des Stromunterbrechers mindestens ein feststehendes Kontaktstück (18) angeordnet 1st, daß an den vorderen Enden der Kontaktarme mindestens ein bewegbares Kontaktstück angeordnet isst, das beim Hin- und Herschwenken dieses Kontaktarmes auf dem festehenden Kontaktstück aufliegt, bzw.abhebt, und daß zum Herstellen de» Kontaktdruckes weitere Fädern (40) vorgesehen sind, die

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In der Mitte des Kontaktarmes zwischen den beiden Enden angreifen.

3. Stromunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß oberhalb des oder der Kontaktarme eine U-förmige Gabel (37) angeordnet ist, die an dem elektrisch leitenden Sttift (31) schwenkbar gelagert ist, und daß die Federn (40) zwischen die U-förmige Gabel (37) und die einzelnen Kontaktarme eingesetzt sind*

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