NL8005065A - Elektrische schakelaar. - Google Patents

Description

at : .* jsr.o. 29.308 1

Elektrische schakelaar.

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische schakelaar, hij voorkeur een belastingsschakelaar voor lage spanning, bestaande uit ten minste één kontaktorgaan dat stationair op een schakel-lichaam is aangebracht, en twee langgerekte hoofdzakelijk evenwij-5 dige beweegbare kontaktorganen die in de gesloten toestand van de . elektrische schakelaar en onder invloed van één of meer kontakt-drukveren tegen het vaste kontaktorgaan aan tegenover elkaar gelegen zijden daarvan kan worden aangedrukt, waarbij het sluiten en openen wordt tot stand gebracht door middel van een wigvormig 10 element dab verplaatsbaar is tussen de beweegbare kontaktorganen, welk element is aangebracht op een werkdeel dat lineair verplaatsbaar is tussen twee eindstanden, en waarbij de beweegbare kontaktorganen zodanig in het schakellichaam worden geleid, dat tijdens de verplaatsing van het vakdeel zij hoofdzakelijk loodrecht op de 15 verplaatsingsrichting van het werkdeel bewegen.

De schakelaar volgens de uitvinding wordt in het bijzonder maar niet uitsluitend als belastingsschakelaar voor lage spanningen gebruikt, waarmee spanningen tot 1000 volt worden bedoeld.

Een belastingsschakelaar is bedoeld voor het maken, overdra-20 gen en verbreken van een stroom zowel tijdens normaal bedrijf als tijdens bepaalde overbelastingstoestanden. Bovendien moet deze in de gesloten toestand bestand zijn tegen een kortsluitstroom zonder beschadiging tot het moment waarop de stroom wordt verbroken, bijvoorbeeld door een veiligheid die in serie met de schakelaar 25 is geschakeld. Belastingsschakelaars zijn niet ontworpen voor het verbreken van kortsluitstromen maar anderzijds moeten zij een kortsluitstroom kunnen schakelen zonder beschadiging door bijvoorbeeld vastlassen.

Het is bekend dat in elektrische schakelaars beweegbare kon-50 takten worden gebruikt, die bestaan uit twee evenwijdige kontakt-armen die in de gesloten toestand van de schakelaar door middel van veren worden aangedrukt tegen één zijde van elk van twee vaste mesvormige kontaktstaven die op een onderlinge afstand zijn opgesteld (zie Duits octrooischrift 1.197.160). Aangezien door 35 de twee kontaktarmen een stroom in dezelfde richting loopt, wordt een elektrodynamische kontaktdrukversterking verkregen, die het risico van het oplichten vermijdt, wanneer door de kontaktinrichting een kortsluitstroom vloeit. Zulk een kontaktinrichting met twee .

8005065 2 evenwijdige beweegbare kontaktarmen levert een relatief goedkope evenwijdige en ruimte besparende konstruktie. Echter vertoont deze bepaalde nadelen, in het bijzonder na het schakelen van een kortsluitstroom. Yoor zulk een bewerking werkt het bekende verbreek-5 ontwerp moeilijk vanwege de elektrodynamische aantrekkingskrachten tussen de evenwijdige kontaktarmen waardoorheen stroom vloeit, hetgeen een hoge wrijving tussen de kontaktoppervlakken tot gevolg heeft.

Uit het Duitse "Offenlegungsschrift" 1.951*330 is het voorts 10 bekend een hulpkontaktinrichting te construeren die voorzien is van twee evenwijdige kontaktarmen die in tegengestelde richtingen beweegbaar zijn en die in de gesloten toestand van de inrichting door middel van veren tegen één zijde van elk van twee vaste kon-taktorganen worden aangedrukt, die op een onderlinge afstand zijn 15 opgesteld. Het openen wordt uitgevoerd door middel van een wigvormig element dat verplaatsbaar is tussen de beweegbare kontaktor-ganen, waarbij de kontaktorganen loodrecht op de verplaatsings-richting van het wigvormige element bewegen. In deze inrichting zijn beweegbare kontaktorganen met een ronde doorsnede gebruikt.

20 Hierdoor ontstaat onder andere het nadeel dat geen gedefinieerde punten van sluiten en openen worden verkregen, zodat beschadiging door lassen en verbranden op elk punt op de kontaktoppervlakken kan ontstaan.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een elektrische 25 schakelaar van de hierboven genoemde soort, waarbij de bij bekende inrichtingen behorende nadelen worden vermeden.

Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de beweegbare kontaktorganen een langgerekte doorsnede hebben en zodanig tussen het wigvormige element en de kontaktdrukveren wor-30 den geleid, dat zij ten opzichte van het vaste kontaktorgaan worden geroteerd gedurende het sluiten al s/El*!6 openen van het kontakt, waardoor een rollende kontaktbeweging wordt bereikt.

Tijdens bedrijf van de elektrische schakelaar volgens de uitvinding zullen de kontaktorganen aan de kontaktpunt sluiten en 35 openen en zijn zodanig - geconstrueerd, dat zij op de vaste kontaktorganen rollen. Het risico van het vastlassen van de kontakten is derhalve klein. Indien desondanks een vastlassen van de kontakten zal optreden, kan de las relatief gemakkelijk worden verbroken, omdat het wigvormige element dat tussen de beweegbare kontaktele-40 menten kan worden ingestoken, op de beweegbare kontaktorganen 8005065 3 een torsiemoment -uitoefent. Omdat de kontaktorganen door een kracht worden gescheiden, wordt het extra voordeel verkregen, dat het werkorgaan ("bijvoorbeeld een handgreep of dergelijke) van de elektrische schakelaar niet de "uif'-toestand kunnen aangeven indien 5 de kontakten zijn vastgelast, hetgeen van aanzienlijk belang is met betrekking tot de veiligheid.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand de tekening, waarin:

Pig. 1 een onderaanzicht van een belastingsschakelaar toont, 10 die volgens de uitvinding is geconstrueerd en zich in de gesloten toestand bevindt, waarbij het bodemdeel van de schakelaar is verwijderd.

Pig. 2 een zijaanzicht van de schakelaar weergeeft, waarbij het bodemdeel in doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1 is 15 getoond.

Pig. 5 een bovenaanzicht van de schakelaar voorstelt.

Pig. 4 het centrale deel van de schakelaar in zijaanzicht illustreert, waarbij de beweegbare kontaktorganen in de open toestand zijn.

20 Pig. 5 een andere uitvoeringsvorm van het centrale deel van de schakelaar weergeeft, waarbij de kontaktorganen zijn verwijderd; en

Pig. 6 op overeenkomstige wijze een derde uitvoeringsvorm van dit deel toont.

25 De belastingsschakelaar getoond in de fig. 1 tot en met 4 heeft een lichaam van isolerend materiaal bestaande uit een bovenste deel 1 en een onderste deel 2, die door middel van schroeven 3 aan elkaar zijn geschroefd. Het onderste deel 2 is voorzien van bevestigingsgaten 4 voor het bevestigen van de schakelaar cp 50 een basis.

De delen 1 en 2 vormen daartussen een langgerekte sleuf 5 van hoofdzakelijk rechthoekvormige doorsnede, waarin een werkdeel 6 in de vorm van een rechthoekige plaat verplaatsbaar is. Het werkdeel 6 heeft een veelzijdige doorgaande opening 7, waarvan één 35 zijde gevormd is door een wigvormig element 8 dat gericht is in de verplaatsingsrichting van het werkdeel. Door de opening 7 strekken zich twee evenwijdige beweegbare kontaktorganen 9>10 uit, die naar elkaar toe worden gedrukt door twee bladveren 11,12 die elk aan één zijde van het wigvormige element 8 zijn aangebracht.

40 Op cLe scheidingslijn van de delen 1 en 2 zijn twee vaste kon- «005065 4 taktorganen 13,14 die op onderlinge afstand zijn opgesteld, bevestigd op het bovenste deel 1 door middel van schroeven 15. De afstand tussen de vaste kontaktorganen 13>14 wordt overbrugd door cle beweegbare kontaktorganen 9»10 die elk aan één zijde van de vaste 5 kontaktorganen zijn aangebracht zoals uit fig. 2 blijkt.

De schakelaar heeft twee kamers 16,17 die elk aan één zijde van de sleuf 5 zijn aangebracht. Elke schakelaarkamer bestaat uit een stapel van dovingsplaten 18,19·

Het bedieningsmechanisme van de schakelaar (fig. 3) bestaat 10 uit twee drukveren 21,22 die in een kniehefboomverbinding 20 aan elkaar zijn bevestigd, welke veren 21,22 roteerbaar zijn om schachtpennen 23,24 die vast zijn aangebracht op het bovenste deel 1. Bij de verbinding 20 zijn de veren verbonden met een verplaatsbare slede 25 die een langgerekte uitsparing 26 heeft waarin een 15 pen 27 grijpt, die vast is aangebracht op het werkdeel 6. Het sluiten en openen van de schakelaar wordt tot stand gebracht door het verplaatsen van de verbinding 20 en dus van de slede 25 door middel van een handgreep of dergelijke. Gedurende het eerste deel van de bedieningsbeweging worden de veren gespannen zonder dat het werk-20 deel 6 wordt bewogen. Wanneer de verbinding 20 de positie passeert waarin deze in hetzelfde vlak ligt als de schachtpemen 23,24, wordt de veerenergie vrijgegeven,waardoor de slede 25 het werkdeel 6 snel beweegt naar zijn tegenover gelegen positie door middel van de pen 27. De werking wordt uitgevoerd onafhankelijk van de 25 snelheid waarmee de handgreep wordt bediend.

Zowel de vaste als beweegbare kontaktorganen hebben tongvormige einddelen 28,29 die in de schakelaarkamers 16,17 zijn geplaatst en gericht zijn naar da stapel van de dovingsplaten 18,19· Bij het verbreken zal de stroom derhalve een lusvormige baan hebben 30 en de verbreekbogen zullen on^fnvloed van elektrodynamische krachten tot in de stapel van dovingsplaten worden bewogen, waar zij worden gekoeld en gedoofd.

Aangezien door de twee beweegbare kontaktorganen 9,10 een stroom in dezelfde richting vloeit, wordt een elektrodynamische 35 versterking van de kontaktdruk verkregen, zodat het risico van het oplichten van het kontakt wordt vermeden, wanneer door de kon-taktinrichting een kortsluitstroom vloeit. De kontaktdrukversterking wordt bijzonder groot, omdat de beweegbare kontaktorganen 9,10 in het gebied tussen de vaste kontaktorganen 13,14 zodanig naar 40 beneden worden gedrukt, dat de afstand daartussen zeer klein wordt.

8005065 5

Bij het openen van de schakelaar uit de gesloten toestand volgens fig. 2, wordt het werkdeel 6 in een richting A verplaatst (onder invloed van de veren 21,22), waarbij het wigvormige element 8 daarvan wordt ingestoken tussen de beweegbare kontaktorganen 5 9>10 en deze van elkaar drukken tegen de werking van de veren 11,12 in. Be kontaktorganen 9>10 worden in de sleuf 30 in het schakelaar-lichaam geleid, zodat zij loodrecht op de verplaatsingsrichting van het werkdeel 6 zullen bewegen. Bovendien zijn de kontaktorganen 9>10 voorzien van geleidingsuitsteeksels 31> die enerzijds het 10 wigvormige element 8 tussen de kontaktorganen 9>10 geleid en die anderzijds een axiale verplaatsing van deze kontaktorganen ver-hindeaan. Vanneer het wigvormige element 8 tussen de middendelen van de kontaktorganen 9>10 wordt bewogen, zullen de kontaktorganen zodanig worden verdraaid, dat de einddelen 29 op de vaste kontakt-15 organen 13>14 rollen. Het openen van de kontakten zal dus plaats vinden bij de kontaktpunt en derhalve zullen de kontaktoppervlakken die de normale belastingsstroom voeren, niet worden onderworpen aan een verbrandingsbeschadiging door de boog. Be rotatie van de kontaktorganen 9>10 wordt tot stand gebracht door de kontakt-20 organen die tussen het wigvormig element 8 en de bladveren 11,12 worden geleid, die zich langs het genoemde element uitstrekken.

In de open toestand van de schakelaar rusten de kontaktorganen 9,10 tegen het rechthoekige parallelpipedumvormige basisdeel van het wigvormige element 8, zoals duidelijk is uit fig. 4· 25 Bij het sluiten van de schakelaar wordt het werkdeel 6 in de tegengestelde richting verplaatst, waarna het wigvormige element 8 wordt verwijderd uit zijn positie tussen de kontaktorganen 9>10.

Het sluiten van de kontakten (evenals het openen van de kontakten) zal plaats vinden bij de kontaktpunt, waarna de beweegbare kontakt-30 organen op de vaste kontaktorganen zullen rollen naar de eindpositie getoond in fig. 2. Indien het sluiten is uitgevoerd bij een kortsluiting, zal het materiaal aan de kontaktpunten smelten, maar vanwege het rollen van de kontakten worden de kontaktpunten van de kontaktsluitpunten verwijderd, waardoor het risico van 35 het vastlassen van kontakten wordt verlaagd. Indien het vastlassen van de kontakten desondanks mu optreden, zal het wigvormige element 8 de beweegbare kontaktorganen onderwerpen aan een torsiebeweging tijdens de volgende openingsbewerking, zodat de las wordt losgebroken, waarna de kontaktorganen met kracht worden gescheiden.

8005065 b

De kontaktdrukveren en de geleiding van de beweegbare kontakt-organen kunnen op verschillende wijzen worden uitgevoerd. lig. 5 toont een uitvoeringsvorm waarbij schroefveren 32,54 in plaats van bladveren 11,12 worden gebruikt, welke schroefveren de kon-5 taktorganen 9,10 beïnvloeden (in de fig. 5 en 6 niet getoond) door middel van locatiestukken 35,36, bij voorkeur van een kunst-stofmateriaal dat een lage wrijving levert, wanneer dit glijdt tegen de kontaktorganen 9>10.

Fig. 6 toont een andere uitvoeringsvorm onder toepassing van 10 locatiestukken 35,36, waarbij de kontaktdnkreren bestaan uit bladveren 11,12.

8005065

Claims (4)

1. Elektrische schakelaar, bij voorkeur een belastingsschakelaar voor lage spanningen, bestaande uit ten minste één kontakt-orgaan dat stationair op een schakellichaam is aangebracht, en twee langgerekte hoofdzakelijk evenwijdige beweegbare kontaktor- 5 ganen die in de gesloten toestand van de elektrische schakelaar en onder invloed van één of meer kontaktdrukveren tegen het vaste kontaktorgaan aan tegenover gel&n zijden daarvan kunnen worden aangedrukt, waarbij het sluiten en openen wordt tot stand gebracht door middel van een wigvormig element dat tussen de beweegbare 10 kontaktorganen verplaatsbaar is, welk element is aangebracht op een werkdeel dat lineair verplaatsbaar is tussen twee eindposities, en waarbij de beweegbare kontaktorganen worden geleid in het scha-kelaarlichaam zodanig dat tgdens de verplaatsing van het werkdeel zij' nagenoeg loodrecht op de verplaatsinghrichting van het werk-15 deel bewegen, met het kenmerk^ dat de beweegbare kontaktorganen (9,10) een langgerekte doorsnede hebben en zodanig tussen het wigvormig element (8) en de kontaktdrukveren (11,12) worden geleid, dat zij ten opzichte van het vaste· kontaktorgaan (13) worden geroteerd tijdens het sluiten van de kontakten, alsmede het 20 openen van de kontakten, waardoor een rollende kontaktbeweging wordt bereikt.

2. Elektrische schakelaar volgens conclusie 1, bestaande uit twee vaste kontaktorganen die op een onderlinge afstand zijn opgesteld en waartussen de beweegbare kontaktorganen een kontakt- 25 brug vormen, met het kenmerk, dat de beweegbare kon-taktelementen (9>10) zijn voorzien van geleidingsuitsteeksels (31) voor het bevestigen van de beweegbare kontaktorganen (9,10) aan het werkdeel (6).

3. Elektrische schakelaar volgens conclusie 1 of 2, met 30 het kenmerk, dat de beweegbare kontaktorganen (9 >10) zodanig zijn geconstrueerd, dat de afstand tussen de middendelen van de twee organen (9,10) kleiner is dan de afstand tussen de kontaktopppervlakken van de organen (9»10), welke kontaktopper-vlakken zijn geplaatst aan tegenover gelegen zijden van .een vast 35 kontaktorgaan (13)·

4· Elektrische schakelaar volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat locatiestukken (35,36) voor de beweegbare kontaktorganen (9,10) zijn aangebracht tussen de kontaktdrukveren (11,12) en het wigvormig element (δ). 8 0 0 5 0 6 5