DE3125712A1

DE3125712A1 - Electrical switch

Info

Publication number: DE3125712A1
Application number: DE19813125712
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Phys. 8551 Hemhofen Pohl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-01-27
Also published as: JPS587724A

Abstract

In the case of a switch having magnetic contact-force reinforcement, a ferromagnetic yoke (8) is allocated, according to the invention, to the U-shaped armature (6), which ferromagnetic yoke (8) is provided with a drive for opening the magnetic circuit. Using this arrangement, the contact-force reinforcement is stopped during opening of the switch. <IMAGE>

Description

Elektrischer SchalterElectric switch

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit magnetischer Kontaktkraftverstärkung, bei welchem dem beweglichen Kontakt ein U-förmiger Anker zugeordnet ist, dessen Magnetkraft in Richtung der Kontaktschließkraft wirkt.The invention relates to an electrical switch with magnetic Contact force reinforcement, in which the moving contact is a U-shaped armature is assigned whose magnetic force acts in the direction of the contact closing force.

Bei Schalteinrichtungen, die hohe elektrische Ströme von beispielsweise mehr als 1000 A übertragen, kann eine den Stromengekräften entgegenwirkende Kontaktkraftverstärkung zweckmäßig sein. Die Stromengekräfte entstehen bei punktförmigem Stromübergang zwischen den Kontaktflächen und können eine ungewollte Kontakttrennung herbeiführen.In switching devices that have high electrical currents of, for example transmit more than 1000 A, a contact force reinforcement that counteracts the current forces be appropriate. The current forces arise with punctiform current transfer between the contact surfaces and can cause unwanted contact separation.

Es ist eine magnetische Einrichtung bekannt, die auf den beweglichen Kontakt eines Schalters eine Schließ-oder Haltekraft ausübt, die sich im direkten Verhältnis zum Strom ändert. Der Strom im beweglichen Kontakt induziert ein Magnetfeld, daß einen beweglichen U-förmigen Anker durchsetzt. Die magnetische Kraft wirkt als Anzugskraft zwischen dem Anker und dem beweglichen Kontakt. Sie wirkt in Richtung der Kontaktkraft und ist den Stromengekräften entgegengerichtet. Der Anpreßdruck auf die Kontakte der Schalteinrichtung wird mit steigendem Strom somit in ähnlicher Weise vergrößert, wie die als Abhebekräfte wirkenden Stromengekräfte zunehmen. Durch diese magnetische Einrichtung ist zwar eine Verringerung der erforderlichen Schließkraft für den Schließ- und Betätigungsmechanismus möglich, es wird jedoch eine entsprechend starke Öffnungskraft benötigt, um die magnetische Schließkraft zu überwinden, wenn der Schalter geöffnet werden soll. Außerdem wird durch diese magnetische Schließkraft die Schaltgeschwindigkeit beim Öffnen herabgesetzt (US-PS 33 66 900).There is a known magnetic device that works on the movable Contact of a switch exerts a closing or holding force, which is direct Relationship to the current changes. The current in the moving contact induces a magnetic field, that penetrates a movable U-shaped armature. The magnetic force acts as a Attraction force between the armature and the moving contact. It works towards the contact force and is opposite to the current forces. The contact pressure on the contacts of the switching device is thus similar with increasing current Way, how the current forces acting as lifting forces increase. By this magnetic device is a reduction in the required closing force for the closing and Operating mechanism possible, but it will a correspondingly strong opening force is required to achieve the magnetic closing force to be overcome when the switch is to be opened. Also, through this magnetic closing force reduces the switching speed when opening (US-PS 33 66 900).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese be kannte Einrichtung zu verbessern, insbesondere soll die magnetische Kraft auf den beweglichen Kontakt beim Öffnen beseitigt werden.The invention has for its object to be this known device to improve, in particular, the magnetic force on the moving contact be eliminated when opening.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Unmittelbar vor Beginn der Kontaktöffnungsbewegung wird der Magnetkreis durch das ferromagnetische, vorzugsweise ebenfalls U-förmige Joch kurzgeschlossen und die magnetische Kraft auf dem beweglichen Kontakt beseitigt.This object is achieved according to the invention with the characterizing Features of claim 1. Immediately before the start of the contact opening movement the magnetic circuit through the ferromagnetic, preferably also U-shaped yoke short-circuited and the magnetic force on the moving contact is eliminated.

Man erhält somit nach dem Schließen des Schalters eine Kontaktkraftverstärkung, ohne die Öffnungsbewegung des Schaltkontaktes, insbesondere bei einem überstrom oder im Kurzschlußfall, zu hemmen.Thus, after the switch is closed, a contact force increase is obtained, without the opening movement of the switch contact, especially in the event of an overcurrent or in the event of a short circuit, to inhibit.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Schalters nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. In Figur 1 ist ein Schalter räumlich dargestellt und Figur 2 zeigt einen Querschnitt.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in which an embodiment of a switch according to the invention schematically is illustrated. In Figure 1, a switch is shown spatially and Figure 2 shows a cross section.

In Figur 1 ist ein Festkontakt eines elektrischen Schalters mit 2 und ein beweglicher Kontaktarm mit 4 bezeichnet, dem ein U-förmiger Anker 6 aus ferromagnetischem Material, insbesondere lamelliertem Eisen, zugeordnet ist. Dieser U-förmige Anker 6 be- steht aus zwei Schenkeln und einem diese verbindenden Stegteil. Zwischen den Schenkeln befindet sich der bewegliche Kontaktarm 4. Oberhalb des U-förmigen Ankers 6 ist ein Joch 8 aus ferromagnetischem Material angeordnet, das mit den Schmalseiten der beiden Schenkel des Ankers 6 jeweils einen Luftspalt 10 bzw. 11 bildet. Das Joch 8 kann vorzugsweise ebenfalls U-förmig gestaltet sein. Es ist mit einem in der Figur nicht dargestellten Antrieb versehen, der das Joch in senkrechter Richtung bewegt, wie es in der Figur durch einen nicht näher bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. Dieser Antrieb kann vorzugsweise mit dem Antrieb des Kontaktarmes 4 gekoppelt sein.FIG. 1 shows a fixed contact of an electrical switch with 2 and a movable contact arm, denoted by 4, to which a U-shaped armature 6 is made is associated with ferromagnetic material, in particular laminated iron. This U-shaped anchor 6 loading consists of two legs and one connecting them Bridge part. The movable contact arm 4 is located between the legs above of the U-shaped armature 6, a yoke 8 made of ferromagnetic material is arranged, that with the narrow sides of the two legs of the armature 6 each have an air gap 10 or 11 forms. The yoke 8 can preferably also be designed in a U-shape. It is provided with a drive, not shown in the figure, which the yoke moved in the vertical direction, as shown in the figure by an unspecified Double arrow is indicated. This drive can preferably be used with the drive of the Contact arm 4 be coupled.

Der Anker 6 wird nach Figur 2 vom Magnetfeld durchsetzt und übt auf den Kontaktarm 4 eine nach abwärts gerichtete Schließkraft F aus, die sich in Abhängigkeit vom Strom durch den Kontaktarm 4 ändert. Der Strom induziert das den Kontaktarm 4 umfassende Magnetfeld, dessen Kraftlinien 12 in der Figur angedeutet sind. Diese Kraftlinien 12 fölgen einem Magnetkreis, der den U-förmigen Anker 6 und jeweils einen Luftspalt 13 bzw. 14 zwischen den Schenkeln des Ankers 6 und dem Kontaktarm 4 durchsetzt. Der Kontaktarm 4 befindet sich zwischen den Schenkeln des Ankers 6, wenn der Schalter geschlossen ist. Der Kontaktarm 4 hat in einem solchen Luftspalt das Bestreben, sich in eine Lage zu bewegen, in welcher der magnetische Widerstand des umgebenden Magnetkreises sein Minimum hat. Auf den Kontaktarm 4 wirkt somit die Kraft F nach unten gegen den Stegteil des Ankers 6.The armature 6 is penetrated by the magnetic field according to Figure 2 and exerts the contact arm 4 from a downward closing force F, which depends on of the current through the contact arm 4 changes. The current induces the contact arm 4 comprehensive magnetic field, the lines of force 12 of which are indicated in the figure. These Lines of force 12 follow a magnetic circuit, the U-shaped armature 6 and respectively an air gap 13 or 14 between the legs of the armature 6 and the contact arm 4 interspersed. The contact arm 4 is located between the legs of the armature 6, when the switch is closed. The contact arm 4 has such an air gap the endeavor to move into a position in which the magnetic resistance of the surrounding magnetic circuit has its minimum. The contact arm 4 thus acts the force F downwards against the web part of the armature 6.

Die Größe der den Kontaktarm 4 gegen den Stegteil des U-förmigen Ankers 6 drückenden Kraft hängt von der Breite W des Ankers 6 ab und ändert sich als direkte Funktion dieser Breite. Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird diese Breite W so groß gewählt, daß die am Anker 6 entwickelte Schließkraft für einen gegebenen Stromwert größer ist, als die der Kontaktkraft entgegenwirkenden Stromengekräfte.The size of the contact arm 4 against the web part of the U-shaped armature 6 pressing force depends on the Width W of the armature 6 and changes as a direct function of this latitude. In a preferred embodiment of the In the invention, this width W is chosen so large that the closing force developed on the armature 6 for a given current value is greater than those counteracting the contact force Electricity forces.

Es ergibt sich somit bei jedem Stromwert eine resultierende Kraft, welche die Kontakte geschlossen hält. Diese resultierende Kraft steigt mit dem Stromfluß durch den Kontaktarm 4 an.There is thus a resulting force for every current value, which keeps the contacts closed. This resulting force increases with the flow of current through the contact arm 4.

Unmittelbar vor Beginn der Kontaktöffnungsbewegung wird das oberhalb des beweglichen Kontaktarmes 4 angeordnete, ferromagnetische Joch 8 auf den Anker 6 gesetzt. Die Kraftlinien durchsetzen den geschlossenen Eisenkreis und der Luftspalt 13, 14 wird bis auf ein geringes Streufeld feldfrei. Mit der Auflösung des Luftspaltfeldes verringert sich die magnetische Kraft auf den Kontaktarm 4, so daß nur noch die mechanische Kraft des Schaltschlosses und die geringe magnetische Kraft der Streufelder, wirksam sind.Immediately before the start of the contact opening movement, this becomes above of the movable contact arm 4 arranged, ferromagnetic yoke 8 on the armature 6 set. The lines of force penetrate the closed iron circle and the air gap 13, 14 becomes field-free except for a small stray field. With the dissolution of the air gap field the magnetic force on the contact arm 4 is reduced, so that only the mechanical force of the switching mechanism and the low magnetic force of the stray fields, are effective.

2 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite2 claims 2 figures Blank page

Claims

Claims Electrical switch with magnetic contact force reinforcement, in which the movable contact is assigned a U-shaped armature whose Magnetic force acts in the direction of the contact closing force n z e i c h n e t that the armature (6) is assigned a ferromagnetic yoke (8) which is provided with a drive.

2. Electrical switch according to claim 1, d a -d u r c h g e k e It is not indicated that a U-shaped yoke (8) is provided.