DE2511948A1

DE2511948A1 - Strombegrenzender leistungsschalter

Info

Publication number: DE2511948A1
Application number: DE19752511948
Authority: DE
Inventors: Karsten Kobel; Erich Maske
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2511948B2; GB1540642A; DE2511948C3; IT1058605B; FR2305010A1

Description

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SGN-7^/2 - Frankfurt/Main, den l8. März 1975

Eia/cl

Stroiiibcgrenzenclcx* Leistungsschalter

Die Erfindung besieht sich auf einen strombegrenzendei Leistungsschalter lait einen: durch ein Schaltschloß
verklinkbaren Kontaktsystem, das pro Phase mindestens ein festes und ein bewegliches Kontaktstück aufweist
und ciQfisen bewegliches Kontaktstück bei einem Kurzschluß infolge elektrodynamischer Kräfte_%entgegen der Wirkung einer Korrciilrtkraf tf cder uxi einen festen Drehpunkt dreht und abhebt.

Eine rolche B--.r' '.st a. B. durch die DT-F 3 1. O79 17:

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Kontaktstück drohbar auf einem Kontaktträger gelagert, der seinerseits von der Schaltwelle des Schaltschlosses gedreht werden kann. Ein am beweglichen Kontaktstück und am Kontfiki.trärer avgrfi feidp« Kippspannwerk liefert die nötige Kontaktkmft im EjTisr.halt^usland« Bei einem Kurzschluß wird das bewegliche Kontaktstück infolge der auftretenden elektrodynamischen Kräfte entgegen der Kraftwirkung des Kippspannwerdes aufgeschleudert. Dabei durchläuft das Kippspannwerk eine Totpunktlage und hält das bewegliche Kontaktstück nunmehr in der geöffneten Stellung fest.

Eine solche strombegrenzende Kontaktöffnung vollzieht sich innerhalb weniger Millisekunden« Bei einem mehrphasigen Kontaktsystem kann auf diese Weise jede Polbahn einsein strombegrenzend geöffnet werden« Nach einer derartigen Kontaktöffnung ist das Schaltschloß selbst jedoch noch verklinkt, so daß eine Wiedereinschaltung des Schaltgerätes nicht möglich ist. Die Entklinkung des Schaltschlosses und damit eine allpolige Trennung des Kontaktsystems, d. h. seine Überführung in die endgültige Offnungsstellung, erfolgt hierbei erst nach dem Ansprechen von besonderen magnetischen Auslösern. Diese wirken über den Kontaktträger auf das Schaltschloß ein, so daß der gesamte Schalter erst mit einem schaltereigenen Ausschaltvcrzug öffnet.

Wenn der Kurzschlußstrom infolge der elektrodynamischen Kontaktöffnung so schnell abklingt, daß die magnetischen Auslöser nicht ansprechen können, so bleibt das Schaltschloß geschlossen. Damit ist der Schalter zur Wiedereinschaltung nicht bereit, obwohl die Kontakte geöffnet sind. Die DT-PS 1 463 311 zeigt eine Bauart, bei der zur Vei-nieidung dieser Gefahr sofort mit der Kontaktöffnung aufgrund elektrodynamischer Kräfte die Entriegelung des Schaltschlosses eingeleitet wird, so daß dar gesamte Schalter nach einer sehr kurzen Zeit

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wic-dereincchaltbereit ist. ErI dieser Bauart ist bewegliche Kontaktstück auf einen: sclxwunlcbarer. Hebel .gelenkig ^elaport, Ij;: Kurzßehlufifall wird durch die Belegung des beweglichen Kontnkt.stückes infolge elektrodynamischer Kräfte eine Kontrsktstiickpperre gelöst, so daß die Kontaktkraftfeder entspannt und das bewegliche Kontaktstück in die Aus-Stellung geschleudert wird. Gleichzeitig folgt der genannte Hebel der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktstückes und bewirkt \mabhängig von magnetischen Auslösern eine Entriegelung des Schaltmechanismus·

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß bei den bekannter? stro:::begrenzenden Leisttmgeschaltem im Kurzßchlußfall zunächst das bewegliche Kontaktstück innerhalb weniger Millisekunden elektrodynamisch aufgeschleudert und durch geeignete Maßnahmen, z. D. Entspannen der Kontaktkraftfeder, am Zurückprellen gehindert wird. Erst danach erfolgt die Entriegelung des SchaltschloSxSes mit einem schaltereigenen Ausschaltverzug und damit eine allpolige Kontaktöffmmg. Die Wiedereinschaltbereitsch&ft ist erst nach Entriegelung des Schaltschlosses wiederhergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der eingangs genannten Art mit geringstem Aufwand derart zu gestalten, daß sofort reit der Kontaktöf finnig infolge elektrodynamischer Kräfte eine direkte Entriegelung des Schaltschlosses eingeleitet wird und dr>ß diese Entriegelung noch während der Offnungsbowegung des beweglichen Schaltstückes erfolgt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß durch eine elektrodynamische Cffnfcngsbewegung des beweglichen Kontaktetückes sofort nach der Kontaktöffimng uad bei ansteigend ei" Kontakt.-federlcraft eine Hebel anordnung zur- direkten Dntklinl;:ung des Schaltschlofjses betätigt wird. Im Gs-gtiisatz zu den bekannten Bau- trnr ist bor der Γ, :nt ^tr.-.Γ.Γ- der· Eri'inrluiig eine besondere -^?--;itklini:in'ig des eloktrodyi,·:.* icch e'il'f,"-·

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schleuderten beweglichen Kontaktstückes nicht mehr vorgesehen, vielmehr steigt die Kraft der Kontaktkraftgedcr auf dan sich öffnende bewegliche Kontaktstück um so mehr an, je weiter es sich öffnet. Uxunittolbar nach der Iiox) takt trenn ung wird durch das aufgeschleuderte bewegliche Kontaktstück eine Hebelanordnung in Bewegung gesetzt, die eine sofortige, direkte Entklinkung des Schaltschlosses und damit eine allpolige Kontaktöffnung bewirkt. Diese Entklinkung vollzieht sich während der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktstückes vom festen Kontaktstück. Damit ist gewährleistet, daß das bewegliche Kontaktstück infolge der Kontaktfederkraft nicht wieder in die Einschaltstellung zurückprellen kann. Vielmehr ist in diesem Zeitpunkt, in dem sich die Kontaktkraftfeder wieder entspannt und der Rückprellvorgang des beweglichen Kontaktstückes beginnt, das Schaltschloß bereits entklinkt und hat damit das bewegliche Kontaktstück aus dem Wirkungsbereich des Festkontaktstückes gezogen. Die Scliloßauslösung bewirkt also die allphasige Abschaltung innerhalb der Offenzeit des zuerst dynamisch aufgeschleuderten Kontaktes.

Vorzugsweise ist das bewegliche Kontaktstück auf einem Träger drehbar gelagert und in der Einschaltstellung von einer sich am Träger abstützenden Kontaktkraftfeder gegen das Festkontaktstück gepreßt, wobei der Träger in einem ortsfesten Drehpunkt gelagert und im Einschaltzustand vom Schaltschloß starr verriegelt ist. Mit dem sich entklinkenden Schaltschloß wird somit die Verriegelung für den Träger gelöst und dieser wird ±n eine solche Stellung gebracht, daß das bexiegliche Kontaktstück nicht mehr gegen das Featkontaktstüclc zurückprellen kann. Diese Entriegelung erfolgt dadurch, daß die Offη längsbewegung des beweglichen Kontaktstückes über¹ die Hobolanordnung auf das Schaltschloß und von dem sich entklinkenden Schaltr.chloß auf die Verriegelung dos Trägers geleitet wird» In Ausgestaltung der Erfindung ist die Hebelaiiordnung vorzugsweise als doppelarr.iiger· Dreiüebel ausgebildet, dessen einer H«jbelaxYa ar.:, einen Schloß entklinlcungs-

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nocken zur Entklinkung des Schaitschloüses wirkt und dessen anderer Hebelaru in Einschaltzustand in unmittelbarer Nähe eines Anschlages des beweglichen Kontaktstückes liegt. Dieser Drehhebel ist vorzugsweise so gelagert, daß er nur im Üiiaschaltzustand zwischen dem Schloßentklinkungsnockea und dem beweglichen Kontaktstück liegt. Bei entklinkten Schaltschloß ist er aus seinem Wirkungsbereich zwischen dem Schloßentklinkungsnocken und dem beweglichen Kontaktstück nach unten weggedreht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung in drei Figuren dargestellt. Die Figuren 1 bis 3 zeigen schematisch ein Kontaktsystem eines strombegrenzenden Leistungsschalters in verschiedenen Schaltstellungen. Fig. 1 zeigt den Einsclialtzustand, Fig. zeigt den Zustand, in dem das Kontakt sys tem strornbegrensend geöffnet hat, das Schaltschloß jedoch noch geschlossen ist, und Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem das Schaltschloß entklinkt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung enthält ein Kontaktsystem mit einem Festkontaktstück 10 und einem beweglichen Kontaktstück 11. Kit 12 ist ein am beweglichen Kontaktstück 11 angeordnetes stromleitendes Flexband bezeichnet. Das bewegliche Kontaktstück 11 ist mit einem segmentförmigen Ansatz 13 fest verbunden und in einem Drehlager l(t auf einem Träger 15 drehbar gelagert. Mit l6 ist eine Kontaktkraftfeder bezeichnet, die sich an einem Absatz 17 des Trägers 15 abstützt und das bewegliche Kontaktstück 11 gegen das Festkontaktstück 10 preßt (Fig. l). Der Träger 15 ist in einen Drehlager l8 ortsfest gelagert und im Einschalt:*·.;,.-: tana durch einen Kniehelbel 19 verriegelt. Der Kniehebel 19 bestellt aus den beiden Hebelarmen 19». und 19b und eines mittleren Gelenk 20, Die beiden äußeren Gelenke sind nit 21, 22 bezeichnet. Mit 23 ist ein zweiarmiger DrehlieboX :-*:!.ΐ den Hebelarmen 23a und 23- bezeichnet* Der "^rohb^b-;:-! 1st an der Stelle 20 mit der Kniehebel 19 verbinden, l'l': 24 isr:-

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ein Schloßentklinkungönock&n eines schema ti.sch dargestellten ochsltschlossea 25 bezeichnet.

Fig. 1 zeigt den Einschaltzustand, d. h. den Normalbetriebszustand. Im Eiiischaltzustand liegt der Ansatz 13 in unmittelbarer Nähe des Hebelarmes 23a, und der IIe"belarm 23b liegt direkt an dem Schloßentklinkungsnocken 24. Der Kniehebel 19 ist gespannt und wird vom Schaltschloß 25 in dieser Lage gehalten. Damit ist der Träger 15 starr verriegelt. Die im Falle eines Kurzschlusses bei antiparalleler Stromführung auftretende elektrodynamische Kraft schleudert das bewegliche Schaltstück 11 entgegen der Kraft der Kontaktkraftfeder l6 auf» Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Sofort mit der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktstückes 11 wird auch der Drehhebel 23 von dem anliegenden Anschlag 13 gedreht und damit auch der Schloßentriegelungsnocken 24 des Schaltschlosses in die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage verstellt. Bis z>\\ diesem Augenblick ist das bewegliche Kontaktstück noch nicht wieder in Richtung auf das Festkontaktstück 10 zurückgeprellt. Durch die Betätigung des Schloßentklinkungsnockens 24 wird die Lagerstelle 20 des Knieliebels und damit auch der Drehhebel 23 auf nicht näher gezeigte Weise nach unten gezogen, so daß der Träger

15 in die Aus-Stellung gezogen wird, wie dies in Fig. dargestellt ist. Nunmehr ist auch die Kontaktkraftfeder

16 wieder entspannt, eine Kontaktgabe ist jedoch nicht

mehr möglich, da der Träger 15 entriegelt ist. Damit

wi e der

ist der Schalter ausgeschaltet und sofort einschaltbereit .

Die direkte Entklinkung des Schaltschloüses wird also durch eine elektrodynamische Öffnungsbewegung des beweglichen Schaltstückes 11 eingeleitet. Durch diese Offnungsfeet-fegung wird der Drehhobel 23 gedreht und betätigt einen Schloßentriegelungsnocken 24, dessen Verstellung wiederum die Schloßentklinkung und damit die

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Entriegelung des Kniehebels 19 und des Trägers 15 zur Folge hat. Diese Entriegelung des Schalischlouses bzw. des Trägers 15 vollzieht sich in der Zeitspanne, in der das bewegliche Kontaktσtück 11 ontgegcn der Kraft der Kontaktkrai. tfeder l6 aufgeschleudert wird. In dein Zeitpunkt, in dem das bewegliche Kontaktstück 11 als Folge der sich wieder ausdehnenden Kontaktkraftfeder 16 in die Richtung isum Festkontalctstück 10 zurückfedert, ist der Träger 15 bereits entriegelt, so daß sich nunmehr die Kontaktkraftfeder l6 ohne Gefahr einer ungewollten Wiedereinschaltung entspann en kann.

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Claims

ives-Giubll Li cer.tia Piitont-Verwaltungs· 6 Frankfurt/Main, Thöodor-Stern-Kai SGN-.75/2 Frankfurt/Main, den l8. März 1975 Etn/cl P ο t e η t a η s ρ r ti c Ii ο

1. JStrombegrenzendcr Leistungsschalter mit einem durch — ein Schaltschloß verklinkbaren Kontaktsystera, das pro Phase mindestens ein festes und ein drehbares bewegliches Kontaktstück aufweist und dessen bewegliches Kontaktstück bei einem Kurzschluß infolge elektrodynamischer Kräfte entgegen der Wirkung einer Kontakt— kraftfeder abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine elektrodynamische Offnungsbewegung des beweglichen Kontaktstückes (ll) sofort nach der Kontaktöffnung und bei ansteigender Kontaktfederkraft eine Hebelanordnung (23) zur direkten Entklinkung des Schaltschlosses betätigt wird.

2. Strorabegrenzender Leistungsschalter nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück (ll) auf einem Träger (15) drehbar gelagert und in der Einschaltstellung von einer sich am Träger abstützenden Kontaktkraftfeder (l6) gegen das Festkontaktstuck (lO) gepreßt ist, und daß der Träger an einem ortsfesten Drehpunkt (l8) gelagert und im Einschaltzustand vorn Schaltschloß starr verriegelt ist.

3· Strombegrenzender Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß.zur Entriegelung des Trägers (I5) die Offnungsbewegung des beweglichen Kontaktstückes (ll) über die Hebelanordnung (23) das Schaltschloß (Nocken 24) und von dem sich entklinkenden Schaltschloß aixf die Verriegelung (I9) des Tr-ägors (I5) geleitet wird.

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4. Stronbegrenzender' Leistun^sRchalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ilebelanordnung ein doppe lärm ig er ürehhebel (23) vorgesehen isst, dessen einer Hebelarm (23^) aui einen Schloßentklinkuiigsnocken (s4) zur Entklinkung dos Schaltechlosses wirkt und dessen anderer Hebelarm (23a) im Einschaltzustand in unmittelbarer Nähe eines Anschlages (i3) des beweglichen KontaktStückes (ll) liegt.

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