DE29715510U1 - Current limiting contact system for circuit breakers - Google Patents
Current limiting contact system for circuit breakersInfo
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Description
Klöckner-Moeller GmbH .· ·#: · : :: ·· *·; ; 21.08.1997 &ngr; ' "· ·· · 0 418 GMKlöckner-Moeller GmbH .· · # : · : :: ·· *·; ; 21.08.1997 &ngr;'"· ·· · 0 418 GM
Die Erfindung betrifft ein strombegrenzendes Kontaktsystem für mehrpolige Leistungsschalter im Niederspannungsbereich nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a current-limiting contact system for multi-pole circuit breakers in the low-voltage range according to the preamble of claim 1.
Ein gattungsgemäßes Kontaktsystem ist aus der DE-Cl-42 22 965 bekannt. Das Kontaktsystem besteht aus einem schleifenförmig ausgebildeten feststehenden Kontakt und einem beweglichen Kontaktarm, der in einer mit einem Schaltschloß gekoppelten, querliegenden Schaltwelle exzentrisch zur Schaltwellenachse gelagert ist. Beidseitig der Kontaktarmlagerung greifen an Kontaktarm und Schaltwelle zugbeaufschlagte Kontaktkraftfedern in der Art eines Kippsprungwerkes an, so daß der Kontaktarm gegenüber der Schaltwelle in deren Ein-, Aus- oder Ausgelöst-Stellung eine erste sowie nach Auftreten eines Kurzschlußstromes eine elektrodynamisch verursachte zweite Kipplage einnimmt, aus der er bei nachfolgend ausgelöstem Schaltschloß in die erste Kipplage zurückgesetzt wird. Bei einem Kontaktsystem nach CH-PS 377 431 ist die Schaltwelle mit einer Schalttraverse verbunden, die einen bogenförmigen Ausschnitt aufweist, in dem ein das eine Ende der Kontaktkraftfedern fassender Federbolzen derart geführt ist, daß er einerseits durch die Traverse und anderseits unabhängig von der Traverse in unterschiedliche Lagen bringbar ist. Eine erste Endlage am ersten Ende des Ausschnittes wird in der Aus- und der Ausgelöst-Stellung der Schaltwelle, e^ie zweite Endlage am zweiten Ende des Ausschnittes wird nach "dem elektrodynamisch verursachten Kippen des Kontaktarmes Und eine Zwischenstellung kurz vor der ersten Endlage wird bei geschlossenen Kontakten eingenommen. Die elektrodynamische öffnungsbewegung wird bei beiden bekannten Kontaktsystemen anschlagbegrenzt. Infolge der hohen kinetischen Energie des elektrodynamisch beschleunigten Kontaktarmes besteht die Gefahr, daßA contact system of this type is known from DE-Cl-42 22 965. The contact system consists of a loop-shaped fixed contact and a movable contact arm, which is mounted eccentrically to the switching shaft axis in a transverse switching shaft coupled to a switch lock. On both sides of the contact arm mounting, contact force springs act on the contact arm and switching shaft in the manner of a tilting mechanism, so that the contact arm assumes a first tilting position relative to the switching shaft in its on, off or triggered position and, after the occurrence of a short-circuit current, an electrodynamically caused second tilting position, from which it is reset to the first tilting position when the switch lock is subsequently triggered. In a contact system according to CH-PS 377 431, the switching shaft is connected to a switching crossbar, which has an arcuate cutout in which a spring bolt holding one end of the contact force springs is guided in such a way that it can be brought into different positions by the crossbar on the one hand and independently of the crossbar on the other. A first end position at the first end of the cutout is in the off and released position of the switching shaft, a second end position at the second end of the cutout is after the electrodynamically caused tilting of the contact arm and an intermediate position shortly before the first end position is taken up with closed contacts. The electrodynamic opening movement is limited by stops in both known contact systems. Due to the high kinetic energy of the electrodynamically accelerated contact arm, there is a risk that
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dieser zurückgeschleudert und damit die Kontaktöffnungsstrecke
wieder verkleinert wird, was letztendlich ein vermindertes Strombegrenzungsvermögen der mit derartigen Kontaktsystemen
ausgestatteten Leistungsschalter zur Folge hat.
5This is thrown back and the contact opening distance is reduced again, which ultimately results in a reduced current limiting capacity of the circuit breakers equipped with such contact systems.
5
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Strombegrenzungsvermögen von Niederspannungs-Leistungsschaltern zu verbessern. The invention is therefore based on the object of improving the current limiting capacity of low-voltage circuit breakers.
Ausgehend von einem Kontaktsystem der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die jeweils stumpfwinklige Lage der Lauffläche für den Federbolzen in dem Ausschnitt gegenüber der Längsrichtung der Kontaktkraftfedern bilden diese im Zusammenwirken mit dem Kontaktarm ein weiteres Kippsprungwerk mit zwei stabilen Endlagen. Wird der Kontaktarm beim Auftreten eines Kurzschlußstromes elektrodynamisch beaufschlagt, bewegt er sich aus seiner ersten Kipplage, in der sich der Federbolzen in seiner ersten Endlage befindet, in seine 0 zweite Kipplage, in welcher der Federbolzen von der ersten Endlage in die zweite Endlage übergeht. Bei diesem Übergang wird bereits ein Teil der kinetischen Energie des Kontaktarmes abgebaut. Bei hohen Beschleunigungsenergien überkippt der Kontaktarm gewöhnlich aus seiner zweiten Kipplage und schlägt gegen einen Anschlag, beispielsweise ein Potentialblech. Von diesem Anschlag wird der Kontaktarm mit einem erheblichen Teil seiner verbliebenen kinetischen Energie zurückgestoßen, wobei der Federbolzen in Richtung seiner ersten Endlage beaufschlagt wird. Durch den zwischen der Lauffläche des Federbolzens und den Kontaktkraftfedern gebildeten stumpfen Winkel müssen allerdings zum einen die Kontaktkraftfedern wieder in ein höheres Niveau ihrer potentiellen Energie gebracht, d.h. mehr gedehnt werden und außerdem die ansteigenden Reibungskräfte zwischen Lauffläche und Federbolzen überwunden werden. Hierbei wird die verbleibende 5 kinetische Energie des Kontaktarmes wirksam vernichtet. Das Kontaktsystem verbleibt in seiner geöffneten Stellung bei großem Öffnungswinkel. Das Rücksetzen des Kontaktarmes erfolgt analogStarting from a contact system of the type mentioned at the beginning, the object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. Due to the obtuse-angled position of the running surface for the spring bolt in the cutout relative to the longitudinal direction of the contact force springs, these, in conjunction with the contact arm, form a further tilting mechanism with two stable end positions. If the contact arm is electrodynamically actuated when a short-circuit current occurs, it moves from its first tilting position, in which the spring bolt is in its first end position, to its second tilting position, in which the spring bolt moves from the first end position to the second end position. During this transition, part of the kinetic energy of the contact arm is already dissipated. With high acceleration energies, the contact arm usually tips over from its second tilting position and strikes a stop, for example a potential plate. From this stop, the contact arm is pushed back with a significant portion of its remaining kinetic energy, whereby the spring bolt is pushed in the direction of its first end position. Due to the obtuse angle formed between the running surface of the spring bolt and the contact force springs, the contact force springs must be brought back to a higher level of their potential energy, i.e. they must be stretched more, and the increasing friction forces between the running surface and the spring bolt must be overcome. The remaining 5 kinetic energy of the contact arm is effectively destroyed in this way. The contact system remains in its open position with a large opening angle. The contact arm is reset in the same way.
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zu den bekannten Kontaktsystemen: Das durch den Kurzschlußstrom ausgelöste Schaltschloß drückt über die dabei von ihrer Ein- in die Ausgelöst-Stellung übergehende Schaltwelle den Kontaktarm gegen den Anschlag, wodurch dieser in seine erste Kipplage zurückgeführt wird. Durch den innerhalb des Kontaktarmes zwischen seinen beiden stabilen Endlagen beweglichen Federbolzen werden die wirksamen Hebelarme der Kontaktkraftfedern in den Endlagen vergrößert, was einerseits zu einer vorteilhaften Erhöhung der Kontaktkraft in der ersten Endlage und anderseits zu der bereits beschrieben Verbesserung des elektrodynamischen Öffnungsverhaltens in der zweiten Endlage führt.to the known contact systems: The switch lock triggered by the short-circuit current presses the contact arm against the stop via the switching shaft, which moves from its on position to the released position, whereby the contact arm is returned to its first tilting position. The spring bolt, which is movable within the contact arm between its two stable end positions, increases the effective lever arms of the contact force springs in the end positions, which on the one hand leads to an advantageous increase in the contact force in the first end position and on the other hand to the improvement in the electrodynamic opening behavior in the second end position, as already described.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ist der Winkel zwischen Lauffläche und Kontaktkraftfedern in der zweiten Endlage des Federbolzens stumpfer als in der ersten Endlage, insbesondere bei der Einstellung der Schaltwelle, dann wird in besonders wirksamer Weise das Zurückfallen des Kontaktarmes verhindert, ohne daß dessen vorhergehende elektrodynamische Öffnungsbewegung beeinträchtigt wird. Eine kreisbogenförmige Ausgestaltung des Ausschnittes mit einem bezüglich der Kontaktarmlagerung größeren Radius und einem exzentrisch befindlichen Kreismittelpunkt gestattet eine zweckmäßige Bemessung des das Zurückfallen des Kontaktarmes verhindernden Reibkegelwinkels zwischen beiden Kreisbögen.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims. If the angle between the running surface and the contact force springs is more obtuse in the second end position of the spring bolt than in the first end position, in particular when adjusting the switching shaft, then the falling back of the contact arm is prevented in a particularly effective manner without its previous electrodynamic opening movement being impaired. A circular arc-shaped design of the cutout with a larger radius in relation to the contact arm bearing and an eccentrically located circle center allows an appropriate dimensioning of the friction cone angle between the two circular arcs that prevents the falling back of the contact arm.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail below using an embodiment from which further details and advantages can be seen. The accompanying drawing shows
0 Figur 1: ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem in der Einstellung; 0 Figure 1: a contact system according to the invention in the setting;
Figur 2: das Kontaktsystem in der Aus-Stellung;
Figur 3: das Kontaktsystem in der Ausgelöst-Stellung und
Figur 4: das elektrodynamisch gekippte Kontaktsystem.Figure 2: the contact system in the off position;
Figure 3: the contact system in the tripped position and
Figure 4: the electrodynamically tilted contact system.
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In den Figuren ist nur für einen Pol eines mehrpoligen
Leistungsschalters ein strombegrenzendes Kontaktsystem 2 dargestellt. Das Kontaktsystem 2 besteht aus einem schleifenförmig
ausgebildeten Festkontakt 4 mit einem feststehenden Kontaktstück 6 und einem beweglichen Kontaktarm 8 mit einem beweglichen
Kontaktstück 10. Der Kontaktarm 8 ist in einer querliegenden Schaltwelle 12 auf einer Kontaktarmlagerung 14 gelagert. Die
Schaltwelle 12 ist mit einem nicht dargestellten Schaltschloß gekoppelt, so daß sie mit dem in ihr gelagerten Kontaktarm 8 von
der Ein-Stellung (Fig. 1) in die Aus-Stellung (Fig. 2) und umgekehrt verschwenkt werden kann. Die Schaltwelle 12 rotiert
dabei um ihre Schaltwellenachse 16. Die Kontaktarmlagerung 14 des Kontaktarmes 8 liegt exzentrisch zur Schaltwellenachse 16.
Beidseitig der Kontaktarmlagerung 14 greifen mittels eines Federbolzen 18 am Kontaktarm 8 und mittels Federhalterungen 20
an der Schaltwelle 12 zugbeaufschlagte Kontaktkraftfedern 22 an. Kontaktarm 8, Schaltwelle 12 und Kontaktkraftfedern 22
bilden ein Kippsprungwerk in der Weise, daß der Kontaktarm 8 gegenüber der Schaltwelle 12 in der Ein-, Aus- oder Ausgelöst-Stellung
eine erste Kipplage (Fig. 1 bis Fig. 3) und nach Auftreten eines Kurzschlußstromes eine elektrodynamisch verursachte
zweite Kipplage (Fig. 4) einnimmt. In diese zweite Kipplage gelangt der Kontaktarm 8 aufgrund der elektrodynamischen
Abstoßkräfte zwischen Kontaktarm 8 und dem schleifenförmigen Festkontakt 4, die bei einem Kurzschlußstrom durch das
Kontaktsystem 2 auftreten. Aus dieser zweiten Kipplage gelangt der Kontaktarm 8 durch das nachfolgend ausgelöste Schaltschloß
und mittels eines Anschlags 23 in die erste Kipplage zurück (Fig. 3).In the figures, a current-limiting contact system 2 is shown for only one pole of a multi-pole circuit breaker. The contact system 2 consists of a loop-shaped fixed contact 4 with a fixed contact piece 6 and a movable contact arm 8 with a movable contact piece 10. The contact arm 8 is mounted in a transverse switching shaft 12 on a contact arm bearing 14. The switching shaft 12 is coupled to a switching lock (not shown) so that it can be pivoted with the contact arm 8 mounted in it from the on position (Fig. 1) to the off position (Fig. 2) and vice versa. The switching shaft 12 rotates about its switching shaft axis 16. The contact arm bearing 14 of the contact arm 8 is eccentric to the switching shaft axis 16. On both sides of the contact arm bearing 14, contact force springs 22 act on the contact arm 8 by means of a spring bolt 18 and on the switching shaft 12 by means of spring holders 20. Contact arm 8, switching shaft 12 and contact force springs 22
form a toggle mechanism in such a way that the contact arm 8 assumes a first toggle position (Fig. 1 to Fig. 3) relative to the switching shaft 12 in the on, off or tripped position and, after a short-circuit current occurs, an electrodynamically caused second toggle position (Fig. 4). The contact arm 8 reaches this second toggle position due to the electrodynamic repulsion forces between the contact arm 8 and the loop-shaped fixed contact 4, which occur when a short-circuit current passes through the contact system 2. From this second toggle position, the contact arm 8 returns to the first toggle position (Fig. 3) through the subsequently tripped switching mechanism and by means of a stop 23.
Der Federbolzen 18 ist in einem kulissenförmigen Ausschnitt 24 im Kontaktarm 8 geführt. Der Federbolzen 18 nimmt in der ersten Kipplage des Kontaktarms 8 (Fig. 1 bis Fig. 3) eine erste Endlage am ersten Ende 2 6 des Ausschnittes 24 ein. Der Federbolzen 18 nimmt dagegen in der zweiten Kipplage des Kontaktarms 8 (Fig. 4) eine zweite Endlage am zweiten Ende 28 des Ausschnittes 24 ein. Die in dem Ausschnitt 24 vorgesehene Lauf-The spring bolt 18 is guided in a slot-shaped cutout 24 in the contact arm 8. The spring bolt 18 assumes a first end position at the first end 26 of the cutout 24 in the first tilting position of the contact arm 8 (Fig. 1 to Fig. 3). The spring bolt 18, on the other hand, assumes a second end position at the second end 28 of the cutout 24 in the second tilting position of the contact arm 8 (Fig. 4). The running provided in the cutout 24
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fläche 30 für den Federbolzen 18 bildet in beiden Endlagen mit der Längsrichtung der Kontaktkraftfedern 22 jeweils einen leicht stumpfen Winkel Al (Fig. 1 bis Fig. 3) bzw. A2 (Fig. 4). Der zur zweiten Endlage gehörende Winkel A2 ist größer als der zur ersten Endlage gehörende Winkel Al. Der Ausschnitt 24 ist schwach kreisbogenförmig ausgebildet, wobei sich der gedachte Kreismittelpunkt seiner Kreisbogenlinie weit jenseits der Kontaktarmlagerung 14 befindet.The surface 30 for the spring bolt 18 forms a slightly obtuse angle Al (Fig. 1 to Fig. 3) or A2 (Fig. 4) with the longitudinal direction of the contact force springs 22 in both end positions. The angle A2 belonging to the second end position is larger than the angle Al belonging to the first end position. The cutout 24 is formed in a slight circular arc shape, with the imaginary circle center of its circular arc line located far beyond the contact arm bearing 14.
Wird der Kontaktarm 8 bei einem hohen Kurzschlußstrom aus seiner ersten Kipplage (Fig. 1) elektrodynamisch vom Festkontakt 4 fort in die zweite Kipplage (Fig. 4) geschleudert, so bewegt sich der Federbolzen 18 entgegen der zunehmenden Kraft der Kontaktkraftfedern 22 und der zwischen ihm und der Lauffläche 30 wirkenden Reibungskräfte aus seiner ersten Endlage, überwindet den Totpunkt und wird in die zweite Endlage getrieben, wobei bereits ein Teil der kinetischen Energie des Kontaktarmes 8 abgebaut wird. Prallt der Kontaktarm 8 aus seiner zweiten Endlage zurück, so wird seine verbliebene kinetische Energie gegen die Wirkung der erneut zunehmenden Kraft der Kontaktkraftfedern 22 und des Reibungswiderstandes zwischen Federbolzen 18 und Lauffläche rasch abgebaut, so daß er unmittelbar in die zweite Endlage zurückkehrt.If the contact arm 8 is electrodynamically thrown from its first tilting position (Fig. 1) away from the fixed contact 4 into the second tilting position (Fig. 4) in the event of a high short-circuit current, the spring bolt 18 moves from its first end position against the increasing force of the contact force springs 22 and the frictional forces acting between it and the running surface 30, overcomes the dead center and is driven into the second end position, whereby part of the kinetic energy of the contact arm 8 is already dissipated. If the contact arm 8 bounces back from its second end position, its remaining kinetic energy is quickly dissipated against the effect of the again increasing force of the contact force springs 22 and the frictional resistance between the spring bolt 18 and the running surface, so that it immediately returns to the second end position.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29715510U DE29715510U1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Current limiting contact system for circuit breakers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29715510U DE29715510U1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Current limiting contact system for circuit breakers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29715510U1 true DE29715510U1 (en) | 1998-12-24 |
Family
ID=8045268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29715510U Expired - Lifetime DE29715510U1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Current limiting contact system for circuit breakers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29715510U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041106A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Abb Service S.R.L. | Low-voltage circuit breaker |
| DE102008024387A1 (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device, has movable contact element contacting stationary contact element in contact position for closing electric circuit, and deceleration device reducing speed of movable contact element |
-
1997
- 1997-08-29 DE DE29715510U patent/DE29715510U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041106A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Abb Service S.R.L. | Low-voltage circuit breaker |
| DE102008024387A1 (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device, has movable contact element contacting stationary contact element in contact position for closing electric circuit, and deceleration device reducing speed of movable contact element |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990211 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MOELLER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: KLOECKNER-MOELLER GMBH, 53115 BONN, DE Effective date: 19990927 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20001211 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20040302 |