DE1023510B

DE1023510B - Compressed air operated air protection for high currents

Info

Publication number: DE1023510B
Application number: DES44092A
Authority: DE
Inventors: Dr Arnold Einsele; Werner Lange
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-05-26
Filing date: 1955-05-26
Publication date: 1958-01-30
Also published as: FR1153933A; DE1249974B

Description

Luftschütze für Stromstärken von 2000 Ampere Nennstrom und mehr besitzen im allgemeinen drehbewegbare Kontakte, einen elektromagnetischen Antrieb sowie eine magnetische Lichtbogenblasvorrichtung entsprechender Größe. In der Schaltgerätetechnik besteht aber häufig 'die Aufgabe, derartige Schütze auf engem Raum unterzubringen; dies gilt beispielsweise für Niederspannungsstufenschütze, insbesondere für elektrische Lokomotiven.Air contactors for currents of 2000 ampere rated current and more generally have rotatable Contacts, an electromagnetic drive and a magnetic arc blower appropriate size. In switchgear technology, however, there is often the task of such To accommodate shooters in a confined space; this applies, for example, to low-voltage tap-changers, in particular for electric locomotives.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftschütz für große Schalthäufigkeit und hohe Stromstärken (z. B. für 2000 bis 3000 Ampere Nennstrom) bei Spannungen bis etwa 800 Volt und für eine hohe Stromtragfähiigkeit (das ist die Fähigkeit, große Überströme in eingeschaltetem Zustand auszuhalten,, ohne daß die Kontakte miteinander verschweißen) zu schaffen, das besonders kleine Abmessungen hat. Diese Aufgabe war nur dadurch zu lösen, daß man von dem üblichen Aufbau der Luftschütze völlig abging.The invention is based on the object of an air contactor for high switching frequencies and high Amperages (e.g. for 2000 to 3000 amperes rated current) at voltages up to about 800 volts and for a high current carrying capacity (this is the ability to withstand large overcurrents when switched on, without the contacts welding together) to create the particularly small dimensions Has. This task could only be solved by knowing the usual structure of the air gunner went completely off.

Die Erfindung geht von einem bekannten- Luftschütz mit Schaltbrücken zur stromleitenden Verbindung von Paaren ortsfester Kontaktstellen aus und besteht darin, daß zur Betätigung ein Druckhaftmembranantrieb dient, wobei eine oder mehrere Membranen auf Membrankolben wirken;, die ihrerseits mit dem Schalterantrieb verbunden sind.The invention is based on a known air contactor with jumpers for the conductive connection of pairs of stationary contact points from and consists in the fact that a pressure-sensitive membrane drive is used for actuation serves, with one or more membranes acting on membrane pistons; which in turn are connected to the switch mechanism.

Es ist zwar schon bekannt, durch Druckluft betätigte Membranen zur Betätigung von Schaltkontakten zu benutzen. Bisher wurden aber auf diese We'ise nur Steuerstromkreise zur Überwachung von Druckschiwankungen betätigt.It is already known to use compressed air-actuated membranes for actuating switch contacts to use. So far, however, only control circuits for monitoring pressure fluctuations have been used in this way actuated.

Bei einer besonders zweckmäßigen und schmalen Ausführungsform des Luftschützes nach der Erfindung sind zwei Membranantriebe symmetrisch zur Mittelachse des Schützes angeordnet.In a particularly useful and narrow embodiment of the air contactor according to the invention two diaphragm drives are arranged symmetrically to the central axis of the contactor.

Ein sehr wesentlicher Vorteil des neuen Luftschutzes, besteht darin, daß bei Verwendung zweier nebeneinanderliegender Kontaktbrücken (Doppelunterbrechung) die zusätzliche Anordnung einer Blasspule nicht erforderlich ist, sondern daß es genügt, die gemäß einem weiteren Erfindiungsgedanken vorgesehene magnetische Blasung zur Wirkung kommen zu kissen, die dann eintritt, wenn ein flaches isoliert oder nicht isoliert angeordnetes Eisenstück in die feststehenden U-förmigen Kontaktstücke eingelegt wird.A very important advantage of the new air defense, consists in the fact that when using two adjacent contact bridges (double interruption) the additional arrangement of a blowing coil is not required, but that it is sufficient the magnetic blowing provided according to a further concept of the invention come into effect to cushion, which occurs when a flat piece of iron, insulated or not arranged in isolation, enters the fixed U-shaped contact pieces is inserted.

In der Zeichnung ist ein Luftschütz für hohe Stromstärken nach der Erfindung, wie es z. B. als Bahnschütz verwendet wird, beispielsweise dargestellt.In the drawing is an air contactor for high currents according to the invention, as it is, for. B. as Railway contactor is used, for example shown.

Der Aufbau des Schützes ist in völlig neuartiger Weise so gewählt, daß das gesamte Schütz von den Stromschienen 1 und. 2 getragen wird. An den Stromschienen sind zunächst mit Bohrungen verseheneThe structure of the contactor is chosen in a completely new way so that the entire contactor of the Busbars 1 and. 2 is worn. The busbars are initially provided with holes

Druckluftbetätigtes Luftschütz
für hohe StromstärkenAir operated air contactor
for high currents

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. Arnold Einsele, Berlin-Siemensstadt,Dr. Arnold Einsele, Berlin-Siemensstadt,

und Werner Lange, Berlin-Dahlem,and Werner Lange, Berlin-Dahlem,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Zwischenstücke 3 und 4 aus Metall für den Zweck der Kühlung angeschraubt. Diese Zwischenstücke tragen dann die eigentliche Grundplatte 5 des Schalters, die aus einem Isolierstoff auf Kunstharzbasis bestehen kann. Die Kontaktbrücke 6 wird von der Stange 7 getragen, die ihrerseits in dem Führuragsstück 8 aus Isolierstoff gehalten ist (bei zwei Kontaktstücken s'ind zwei Stangen erforderlich). In dieses Führungsstück ist von der anderen Seite her das Antriebsgestänge 9 eingelassen. Es besteht im wesentlichen aus dem Führungsbol'zen 10 und einer Brücke 11 aus Stahl, die ihrerseits zwei Membrankolben 12 und 13 trägt. Auf die Membrankolben wirken die Membranen 14 und 15 aus einem ölfesten, hochelastischen und abriebfesten Kunststoff, die in Druckluftkammern. 16 und 17 angeordnet sind. Die feststehenden Kontaktstücke sind mit 18 und 19 bezeichnet. Sie sind mit Schlitzen zur Aufnahme der Blaseisen 20 und 21 versehen. Diese bestehen aus einfachen, isolierten oder auch nicht isolierten Eisenstücken, die lose in die U-förmigen festen Kontaktstücke eingelegt sind. Ähnlich geformte Blaseisen 22 und 23 können, falls erforderlich, auch in die Kontakte der Kontaktbrücke eingelegt werden.Intermediate pieces 3 and 4 made of metal are screwed on for the purpose of cooling. Wear these spacers then the actual base plate 5 of the switch, which consist of an insulating material based on synthetic resin can. The contact bridge 6 is carried by the rod 7, which in turn in the guide piece 8 from Insulating material is held (with two contact pieces, two rods are required). In this guide piece the drive linkage 9 is let in from the other side. It essentially consists of the Guide bolts 10 and a bridge 11 made of steel, which in turn carries two membrane pistons 12 and 13. The diaphragms 14 and 15 act on the diaphragm pistons and are made of an oil-resistant, highly elastic and abrasion-resistant material Plastic used in compressed air chambers. 16 and 17 are arranged. The fixed contact pieces are denoted by 18 and 19. They are provided with slots to accommodate the blow irons 20 and 21. These consist of simple, insulated or non-insulated pieces of iron that are loosely inserted into the U-shaped fixed contact pieces are inserted. Similar shaped blow irons 22 and 23 can, if necessary, can also be inserted into the contacts of the contact bridge.

Die Kontaktbrücke ist ferner auf der Rückseite mit einer halbkugelförmigen Fläche versehen, die auf einer schalenförmigen Fläche des Schalt- und Führungsbolzens aufliegt und gegen diese mittels Federn, z.B. Tell'erfedern 24_, von der Kontaktseite her gepreßt wird. Bei entsprechend eingestelltem Federdruck entsteht an der kugelförmigen Fläche genügend Reibung, die ein Festhalten .der Brücke in der jeweils eingenommenen Stellung gewährleistet, bis ge-The contact bridge is also provided on the back with a hemispherical surface, which on a shell-shaped surface of the switching and guide pin rests and against this by means Springs, e.g. disc springs 24_, from the contact side is pressed here. If the spring pressure is set accordingly, there will be enough on the spherical surface Friction, which ensures that the bridge is held in the position it is in, until

709 877/208709 877/208

gebenenfalls ungleicher Kontaktabbrand eine selbständige Korrektur der Einstellung erzwingt.possibly uneven contact erosion an independent one Force correction of setting.

Die Führung der Kontaktbrücke und ihrer Verbindungen mit dem Antriebsgestänge erfolgt durch das oben bereits erwähnte Isolierstück 8. Es gleitet gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf hochglanzpolierten verchromten Schienen, die an den. beiden Stromleitungen angebracht sind. Diese Art der Führung des Antriebsgestänges hat den besonderen Vorteil, keinen zusätzlichen Raum zu beanspruchen, da sie ja in dem freien Raum zwischen den Anschlußschienen liegt.The contact bridge and its connections with the drive linkage are guided by the above-mentioned insulating piece 8. According to a further idea of the invention, it slides on a highly polished one chrome-plated rails attached to the. attached to both power lines. This kind of Guiding the drive linkage has the particular advantage of not taking up any additional space, because it lies in the free space between the connecting rails.

Im allgemeinen wird man bei diesem Schütz nach der Erfindung eine Lichtbogenkammer vorsehen, welche die festen und beweglichen Kontakte umgibt und in ihrem oberen und in ihrem unteren. Teil Löschbleche 25 und 26 trägt.In general, an arc chamber will be provided in this contactor according to the invention, which surrounds the fixed and movable contacts and in their upper and in their lower. Part of extinguishing plates 25 and 26 wears.

Beim Einschalten des Schützes wird Druckluft in die Membrankammern eingelassen. Die Membranen 14 und 15 biegen sich in Bruchteilen einer Millisekunde nach außen durch und verschieben die Kolben nach rechts. Dadurch wird das Antriebsgestänge unter Zusammenpressung einer Feder 27 von links nach rechts bewegt bis die Kontaktbrücke die ortsfesten Kontaktstücke berührt. Für eine große Stromtragfähigkeit muß ein hoher Kontaktdruck angewendet werden, der etwa 100 kg beträgt. Dieser Kontaktdruck wird ausschließlich auf pneumatischem Wege erzeugt, so daß auf die bei Magnetsystemen übliche Ausgleichsfeder verzichtet werden kann.When the contactor is switched on, compressed air is let into the membrane chambers. The membranes 14 and 15 bend outward in fractions of a millisecond and move the pistons to the right. As a result, the drive linkage is compressed from left to right by a spring 27 moved until the contact bridge touches the stationary contact pieces. For a large current carrying capacity a high contact pressure must be applied, which is about 100 kg. This contact pressure is exclusive generated pneumatically, so that on the compensating spring usual in magnet systems can be dispensed with.

Um nun bei hohen Stromstärken und bei Anwendung von Kontaktbrücken einen gleichmäßigen Abbrand beider Kontaktseiten zu erzielen, ist es zweckmäßig, die Kontakte nicht nur einstellbar zu lagern, sondern ihre Einstellung durch Tellerfedern (z. B. Tellerfedern 24) selbsttätig zu gestalten.In order to ensure even burn-off at high currents and when using contact bridges To achieve both contact sides, it is advisable not only to mount the contacts in an adjustable manner, but to make their setting automatically by means of disc springs (e.g. disc springs 24).

Claims

Patent claims:

1. Compressed air-operated air contactor for high currents, especially low-voltage step contactor for electric locomotives, with jumpers for the conductive connection of Pairs of stationary contact points, characterized in that a compressed air diaphragm drive is used for actuation serves, with one or more membranes acting on membrane pistons, which in turn are connected to the switch mechanism.

2. Air contactor according to claim 1, characterized in that two compressed air diaphragm drives are arranged symmetrically to the central axis of the contactor.

3. Air contactor according to claim 2, characterized in that that the pistons of the two diaphragm drives via a z. B. existing steel bridge are connected to the drive linkage.

4. Air contactor according to claim 1, characterized in that that the drive linkage is mounted in a guide piece made of insulating material that is guided between the two connecting rails.

5. Air protection according to claim 4, characterized in that that the insulating piece slides on highly polished, chrome-plated rails that attach to the are attached to both connecting rails.

6. Air contactor according to claim 1, characterized in that the contact bridge on its rear side has a hemispherical surface that rests on a similarly shaped surface of the switching or Guide bolt rests.

7. Air contactor according to claim 1, characterized in that the stationary contact pieces have slots have inserted into the flat insulated iron pieces to improve the magnetic blowing effect are.

8. Air contactor according to claim 1, characterized in that the contact pieces of the movable Contact bridge wear flat pieces of iron to improve the magnetic blowing effect.

9. Air contactor according to claim 6, characterized in that that the contact bridge under the influence of a plate spring from the bolt against the spherical surface of the switching and guide pin is pressed.

10. Air contactor according to claim 1, characterized in that for the purpose of heat dissipation Intermediate pieces made of metal are provided between the busbar and the base plate.

11. Air contactor according to claim 1, characterized in that the entire contactor of the associated busbars is worn.

Considered publications:
German Patent Nos. 837 428, 816 570;
French Patent No. 40,662;
U.S. Patent Nos. 1,708,695, 1,849,930.

1 sheet of drawings