DE822129C

DE822129C - Umschalter fuer Doppelsammelschinenen in Niederspannungsschaltanalgen

Info

Publication number: DE822129C
Application number: DEP8925D
Authority: DE
Inventors: Johann Stockinger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-11-22

Description

Umschalter für Doppelsammelschienen in Niederspannungsschaltanlagen In den Niederspannungsschaltanlagen mit Doppelsammelschienen werden Schaltanordnungen verwendet, die gestatten, die eine oder andere der beiden Sammelschienen wahlweise an von selbstauslösenden Leistungsschaltern (Selbstschaltern) überwachte Leitungen anschalten zu können. Es ist bekannt, für diese Zwecke Trennumschalter mit Messerkontakten zu benutzen, die im Vergleich zu den Leistungsschaltern einen großen Platz beanspruchen. Eine Sonderausführung dieser Umschalter besteht darin, daß für die Schaltkontaktanordnung ein als Gleitbahn dienendes langes Kontaktmesser, an dem die von dem Selbstschalter überwachte abgehende Leitung angeschlossen ist, und eine an der Gleitbahn verschiebbar in sich federnde Schaltbrücke verwendet wird, die in der einen Schaltstellung ein an der einen Sammelschiene sitzendes Kontaktmesser und in der anderen Schalt-Stellung ein an der anderen Sammelschiene befindliches Kontaktmesser berührt. Bei dieser Schaltkontaktanordnung ist der Materialaufwand für die Schaltkontakte groß. Ferner erfordert der mit Messerkontakten arbeitende Umschalter infolge der Reibung an seinen Kontakten einen großen Schalterantrieb.
Die Erfindung betrifft einen Umschalter für Doppelsammelschienen in Niederspannungsschaltanlagen, de: sich durch einen besonders kleinen Aufbau und kleinen Materialaufwand auszeichnet. Erfindungsgemäß hat die Schaltkontaktanordnung des Umschalters eine oder mehrere starre, bewegliche Schaltbrücken, die je nach der Schaltstellung durch Feder= oder Kurvendruck gegen starre, ortsfeste Kontaktpaare gepreßt werden, wobei die Kontaktflächen der an dem einen Ende der Schaltbahn liegenden Kontaktpaare den Kontaktflächen der an dem anderen Ende der Schaltbahn liegenden Kontaktpaare zugewandt sind. Ein solcher Umschalter läßt sich in seinen Abmessungen so klein halten, daß er im wesentlichen im Bauraum der Sammelschienen untergebracht werden kann. Da der Umschalter gemäß der Erfindung keine Messerkontakte besitzt, kommt man bei ihm auch mit einem kleinen Schalterantrieb aus.
Vorzugsweise wird für den Umschalter gemäß der Erfindung eine mit Rollenkontakten arbeitende Schaltkontaktanordnung verwendet, die den Vorteil einer großen Kontaktsicherheit und kleiner Bewegungswiderstände bietet. Wird die Schaltkontaktanordnung so ausgebildet, daß die Kontaktflächen der ortsfesten Kontaktpaare keilförmig liegen, so verringert dieser Aufbau den Aufwand für die den Kontaktdruck erzeugenden Mittel. Dies hat zur Folge, daß die von dem Schalterantrieb zu bewältigenden Kräfte weiter verringert werden.
Es läßt sich bei kleinem Bauraum der Schalter auch so ausbilden, daß er das Umschalten der Sammelschienen ohne Stromunterbrechung bewirkt. Es geschieht dadurch, daß beim Umschalten das Öffnen der an der einen Sammelschiene sitzenden, ortsfesten Kontaktpaare und das Schließen der an der anderen Sammelschiene sitzenden, ortsfesten Kontaktpaare zunächst nur von einem Teil der beweglichen Schaltbrücken und danach von dem restlichen Teil der beweglichen Schaltbrücken ausgeführt wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Das erste Ausführungsbeispiel ist in den Fig. i bis 3 und das zweite Ausfülirungsbeispiel in den Fig.4 und 5 wiedergegeben. Die Fig. i und 4 zeigen den Innenaufbau und die Fig. 2 und 5 eine Aufsicht der Umschalter. Die Fig. 3 stellt eine Einzelheit für sich dar.

Jeder Umschalter der beiden Ausführungsbeispiele hat zwei starre, ortsfeste Kontaktpaare i, i', 2, 2'. Mit diesen starren Kontaktpaaren wirken ein oder mehrere starre, bewegliche Schaltbrücken 3 zusaniinen, deren Schaltbahn senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den beiden Teilen jedes ortsfesten Kontaktpaares liegt. Die Kontaktflächen 4, 4 der an dem einen Ende der Schaltbahn liegenden Kontaktpaare i, i' sind den Kontaktflächen 5, 5' der an dem anderen Ende der Schaltbahn befindlichen Kontaktpaare 2, 2' zugewandt. Die ortsfesten Kontaktpaare sind so ausgebildet, daß sie die Schaltbahn der beweglichen Schaltbrücken 3 kammerartig umschließen. Vorzugsweise ist diese Schaltkontaktanordnung mit Rollenkontakten versehen. In diesem Fall ist die bewegliche Schaltbrücke 3 eine Kontaktrolle. Die ortsfesten, starren Kontaktpaare i, i', 2, 2' sind zweckmäßig so ausgebildet, claß ihre mit der Kontaktrolle 3 zusammenwirkenden Kontaktflächen 4, 4', 5, 5' in Keilform liegen. Dadurch wird erreicht, daß die gesamte an der Kontaktrolle aufzubringende Kraft zur Erzeugung des Kontaktdruckes kleiner ist als die Summe der an den Kontaktstellen der Kontaktflächen 4, 4', 5, 5' auftretenden Kontaktdrücke. Diese Verringerung der aufzubringenden Kraft an der Schaltbrücke wirkt sich günstig in der Ausbildung des Antriebes für die

Schaltbrücken aus. 6 sind Silberauflagen für die

Kontaktflächen 4, 4', 5, 5' an den Stellen, an denen

sie von den beweglichen Schaltbrücken 3 berührt

werden.

An beiden Ausführungsbeispielen ist der Kon-

taktteil i des ortsfesten Kontaktpaares i, i' mit der

Sammelschiene 7 und der Kontakttei12 des orts-

festen Kontaktpaares 2, 2' finit der Sammelschiene 8

leitend verbunden. Es geschieht dies durch eine

biegsame Leitung g, io, die z«@eckmäßig in den

Kontaktteil und die Sammelleitung eingeschweißt

oder eingelötet ist. Die beiden übrigen Kontaktteile

i' und 2' der ortsfesten Kontaktpaare sind unter

sich leitend verbunden und bestehen zweckmäßig

aus einem einzigen Formteil. An diesem Formteil

sind federnde Druckkontakte i i angeordnet, die den

elektrischen Anschluß des Umschalters an benach-

barte Selbstschalter vermitteln. Die gesamte Schalt-

kontaktanordnung wird durch Endplatten 12 Zu-

sammengel-,alten, die durch Schraubenbolzen 13 ver-

spannt sind.

Der Umschalter gemäß der Fig. i bis 3 ist der-

art ausgebildet, daß die deiche Schaltbrücke 3

(Kontaktrolle) zum Schließen und Öffnen der ein-

ander gegenül>erliegendeii, ortsfestcii Kontaktpaare

i, 1', 2, 2' dient. Zur Steuerung der Schaltbrücke

dient ein Hellelmeclianisnius, der ein federndes

Kippgesperre bildet. Zu diesem Zweck sind zwei

Hebel vorgesehen, die an z\\ci \-crschiedenen Stel-

len ortsfest gelagert sind. I)cr eine Hebel 14 ist um

die Achse 15 drehbar und ist, \\ ie das Ausführungs-

beispiel zeigt, einteilig. Der andere Hebel 16 ist um

die Achse 17 drehbar und zweiteilig in der Weise

ausgebildet, daß sich die leiden Teile teleskopartig

gegeneinander verschieben können. Eine Feder 18

wirkt einer Verkürzung des Hebels 16 entgegen.

Die beiden freien Endender I-lebcl 14, 16 sind durch

ein starres Glied iy miteinander gekuppelt, das zu-

gleich die Achse für die lose gelagerte Kontakt-

rolle 3 bildet. ZWischen doll lreideii I-Iebeln 14 und

16 wirkt noch eine Zugfeder 2o, die außer der

Feder 18 auf dein 1-Iel>el i0, loch zusätzlich den

Kontaktdruck z@#,-ischen der Kontaktrolle und den

ortsfesten Kontaktpaaren vergr<il@ert. Es kann auch

der Hebel 14 teleskopartig wie der Hebel 16 ausge-

bildet sein, so daß er sich entgegen der Wirkung

einer Feder verkürzen läßt.

Je nach der Stromstärke N\ erden auf der Achse i9

des Hebelmechanismus eine oder mehrere Schalt-

brücken 3 angeordnet. Der 1-lebehnechanismuswird

durch die Achse 17 angetrieben, die außerhalb der

Kontaktanordnung mit einer hurl>e122 versehen

ist. In der Fig. i ist der L'nisclialter in einer solchen

Stellung gezeigt, in der die Schaltbrücke 3 die orts-

festen Kontaktpaare i, i' sclilielit. Wird die Kurbel

22 gedreht, so hebt sich die Schaltbrücke von diesem

ortsfesten Kontaktpaar ab. Der Hebel 16 verkürzt

sich entgegen der Wirkung der Feder 18, bis die

Totpunktlage erreicht ist. Alsdann tritt wieder ein

Längen des Hebels i6 ein. Liese Bewegung ist be-

endet, wenn die Schaltbrücke 3 an dem ortsfesten

Kontaktpaar 2, 2' anliegt. I)ci- in der Zeichnung

dargestellte Hebelmechanismus finit Kippgesperre

führt eine Bewegung aus, deren Geschwindigkeit von der Bewegung der Kurbel 22 abhängig ist. Der Hebelmechanismus mit dem Kippgesperre kann aber auch so ausgebildet sein, daß er sprunghaft arbeitet, indem die Geschwindigkeit seiner Bewegung unabhängig von der Bewegung der Kurbel ist.

Die Antriebswelle 21 kann mit der Achse 17 des Hebels 16 identisch sein. Ist dies der Fall, so führen die an dem Hebelmechanismus sitzenden Schaltbrücken eine Umschaltung der Sammelschienen aus, bei der eine Stromunterbrechung auftritt. Es kann auch der Umschalter so ausgebildet sein daß die Umschaltung ohne Stromunterbrechung erfolgt. In diesem Falle werden in dem Umschalter mindestens zwei Hebelmechanismen der in der Zeichnung dargestellten Art verwendet, von denen jeder eine oder mehrere Schaltbrücken trägt. Die Welle 21 wird dann als Hohlwelle ausgebildet, in der noch eine Innenwelle 17 drehbar ist. Die Hohlwelle 21 steuert den einen flelrelmechanismus und die Innenwelle 17 den anderen Hebelmechanismus. Zwischen Innenwelle und Hohlwelle ist eine Totganganordnung vorgesehen, wie sie aus der Fig. 3 näher ersichtlich ist. Diese Totganganordnung besteht darin, daß die Hohlwelle eine sich etwa auf 9o° ernstreckende Aussparung 23 hat, durch die ein Zapfen 24 der Innenwelle 17 greift. Der Zapfen 24 steht in Verbindung mit dem Hebel 16 des einen Hebelmechanismus, während die Hohlwelle 21 mit dem entsprechenden Hebel des anderen Hebelmechanismus gekuppelt ist. Wird die Kurbel 22 des Schalterantriebes gedreht, so wird zunächst nur der Hebelmechanismus gesteuert, der mit der Hohlwelle 21 gekuppelt ist. Dieser Hel)elmechanismus führt mit den an ihm sitzenden Schaltbrücken das öffnen der ortsfesten Kontaktpaare 1, 1' und das Schließen der ortsfesten Kontaktpaare 2, 2' aus. Während der Schaltbewegung dieses Hebelmechanismus befindet sich der andere Hebelmechanismus in Ruhe. Erst nachdem der mit der Hohl4velle 21 verbundene Hebelmechanismus die Schaltbewegung vollständig ausgeführt hat, beginnt die Schaltbewegung des an der Innenwelle 17 sitzenden Hebelmechanismus. Die an ihm sitzenden Schaltbrücken bewirken dann das restliche öffnen der ortsfesten Kontaktpaare 1, 1' und' (las restliche Schließen der ortsfesten Kontaktpaare 2 2'. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Umschaltung der Sammelschienen ohne Stromunterbrechung erfolgt.
1)er Umschalter des in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsl)eispieles ist so ausgebildet, daß für das all der einen Sammelschiene 7 sitzende ortsfeste Kontaktpaar 1, 1' und für das an der anderen Sammelschiene 8 sitzende Kontaktpaar 2, 2' jeeine Schaltbrücke (Kontaktrolle) 3 vorgesehen ist. Zur Steuerung dieser Schaltbrücken ist folgender Hebelmechanismusvorgesehen: DerHebelmechanislnus besteht aus zwei Hebeln 25, 26, die an zwei verschiedenen ortsfesten Stellen 27, 28 drehbar gelagert sind. Ihre freien Enden tragen je eine Schaltbrücke 3. All ihren freien Enden sind sie, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, durch eine Zugfeder 29 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Hebeln ist die Welle 17 des Schalterantriebes durchgeführt. Die Welle 17 trägt ein Kurvenglied 31, das von einem Exzenter gebildet ist. An Stelle des Exzenters kann auch ein Daumen verwendet werden. Dieses Kurvenglied steuert die beiden Hebel 25, 26 des Hebelmechanismus. Um Herstellungsungenauigkeiten auszugleichen, sind zwischen dem Kurvenglied und den Hebeln Federn 32, 33 vorgesehen.
Durch das Kurvenglied wird bewirkt, daß in der Einschaltstellung des Umschalters das eine ortsfeste Kontaktpaar geschlossen und das andere ortsfeste Kontaktpaar offengehalten wird. Wird die Welle 17 gedreht, so wird das ortsfeste Kontaktpaar 1, 1' durch die zugehörige Schaltbrücke geöffnet und das andere ortsfeste Kontaktpaar durch die zugehörige Schaltbrücke geschlossen. Durch geeignete Formgebung des Kurvengliedes kann erreicht werden, daß das Umschalten der Sammelschienen mit oder ohne Unterbrechung des Stromes erfolgt. Die die Schaltbrücke 3 tragenden Hebel 25, 26 können auch in sich federnd sein. In diesem Falle lassen sich die Ausgleichsfedern 32, 33, gegebenenfalls auch die Kupplungsfeder 29, ersparen.
Der Umschalter gemäß der Erfindung läßt sich im Gegensatz zu den bekannten Umschaltern, die mit Messerkontakten arbeiten, so ausbilden, daß er im wesentlichen im Bauraum der Leitungsschienen untergebracht werden kann. Der Umschalter kann auch so gestaltet sein, daß die ortsfesten Kontaktpaare und die zugehörigen Schaltbrücken gruppenweise zu einem Element zusammengefaßt sind. Je nach der Stromstärke des Umschalters lassen sich ein oder mehrere solcher Elemente paketartig alieinandersetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Umschalter für Doppelsammelschienen in Niederspannungsschaltanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktanordnung eine oder mehrere starre, bewegliche Schaltbrücken (3) hat, die je nach der Schaltstellung durch Feder- oder Kurvendruck (18, 20, 31) gegen starre, ortsfeste Kontaktpaare (1, 1', 2, 2') gepreßt werden, wobei die Kontaktflächen (4, 4') der an dem einen Ende der Schaltbahn liegenden Kontaktpaare (1, 1') den Kontaktflächen (5, 5') der an dem anderen Ende der Schaltbahn liegenden Kontaktpaare (2, 2') zugewandt sind.
2. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktanordnung voll Rollenkontakten (3) gebildet ist.
3. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die starren, ortsfesten Kontaktpaare (1, 1', 2, 2') kammerartig die Schaltbahn einschließen. I.
Umschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (4, 4', 5, 5') der ortsfesten Kontaktpaare (1, 1', 2, 2') keilförmig angeordnet sind.
5. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schließen und öffnen der an den beiden Sammelschienen (7, 8) sitzenden ortsfesten Kontaktpaare (i, 1', 2, 2') die gleichen Schaltbrücken (3) verwendet werden (Fig. 1, 2).
6. Umschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schließen und öffnen der an der einen Sammelschiene (7) sitzenden ortsfesten Kontaktpaare (i, i') andere Schaltbrücken (3) als für das Schließen und öffnen der an der anderen Sammelschiene (8) sitzenden ortsfesten Kontaktpaare (2, 2') verwendet werden (Fig. 4, 5).
7. Umschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Schaltbrücken (3) einen solchen Antrieb erhalten, daß beim Umschalten das Öffnen der an der einen Sammelschiene (7) sitzenden ortsfesten Kontaktpaare (i, i') und das Schließen der an der anderen Sammelschiene (8) sitzenden ortsfesten Kontaktpaare (2, 2') zunächst nur von einem Teil der beweglichen Schaltbrücken und danach erst von dem restlichen Teil der beweglichen Schaltbrücken ausgeführt wird. B.
Umschalter nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Schaltbrücken (3) an einem Hebelmechanismus (14, 16) sitzen, der ein federndes Kippgesperre bildet, das den Schaltbrücken eine von der Bewegung des Schalterantriebes abhängige oder unabhängige Bewegung erteilt (Fig. 1, 2).
9. Umschalter nach Anspruch 1, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus für die Schaltbrücken (3) aus zwei Hebeln (14, 16) besteht, die an zwei verschiedenen Stellen (15, 17) ortsfest gelagert und an ihren freien Enden durch ein starres Glied (i9) miteinander gekuppelt sind und an dieser Stelle die Schaltbrücken (3) tragen, wobei einer oder die beiden Hebel teleskopartig ausgebildet sind (Fig. 1, 2). io.
Umschalter nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Schaltbrücken (3) an einem Hebelmechanismus (25, 26) sitzen, der durch ein Kurvenglied (3i) (Exzenter, Daumen) gesteuert wird (Fig. 4, 5). i i.
Umschalter nach Anspruch 1, 6 und io, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus für die Schaltbrücken (3) aus zwei unter Federwirkung stehenden oder selbst federnden Hebeln (25, 26) besteht, die an zwei verschiedenen Stellen (27, 28) ortsfest gelagert sind und an ihren freien Enden für sich Schaltbrücken (3) tragen, wobei das Kurvenglied (3i) zwischen den beiden Hebeln (25, 26) angeordnet ist (Fig. 4, 5).
12. Umschalter nach Anspruch i, io und i i, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hebelmechanismus zwischen den Hebeln (25, 26) und dem Kurvenglied (31) Ausgleichsfedern (32, 33) angeordnet sind (Fig. 4, 5).
13. Umschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Kontaktpaare (1, 1', 2, 2') und die zugehörigen Schaltbrücken (3) gruppenweise zu Elementen zusammengefaßt sind und entsprechend der Stromstärke des Umschalters mehrere gleiche Elemente paketartig aneinandergesetzt sind.
14. Umschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltkontaktanordnung Druckkontakte (ii) für den Anschluß an Schaltgeräte sitzen.