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Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Zum Abschalten eines Kurzschlussstromes in einem Verbrauchernetz wird meist ein Leitungsschutzschalter verwendet, der ein feststehendes und ein bewegliches Kontaktstück aufweist, die miteinander eine Kontaktstelle bilden. Sobald aufgrund eines Kurzschlussstromes eine Ausschalthandlung stattfindet, entsteht dort ein Lichtbogen, der über Lichtbogenleitschienen einem Lichtbogenlöschblechpaket oder einem Deion-Paket zugeführt wird, in der der Lichtbogen in einzelne Teillichtbögen unterteilt wird; wenn die Lichtbogenspannung höher ist als die treibende Spannung, wird der Lichtbogen gelöscht.
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Bei Wechselstrom wird die Löschung dadurch begünstigt, dass der Strom einen Nulldurchgang hat, in dem dann die Lichtbogenlöschung zumindest erleichtert wird. Das eigene Blasfeld des Wechselstromes reicht dann auch aus, den Lichtbogen in die Lichtbogenlöschkammer hineinzutreiben, so dass er dort gelöscht wird.
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Wenn der Leitungsschutzschalter für Gleichstrom ausgelegt sein soll, erfolgt keine selbstständige Unterbrechung des Lichtbogens, wenn kleinere Ströme bei Gleichspannungen von ungefähr 220 V abgeschaltet werden; in diesem Fall ist ein Dauermagnet in der Löschkammer erforderlich, um den Lichtbogen in den Lichtbogenlöschblechstapel zu treiben.
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Bei üblichen Lichtbogenlöschblechformen, bei denen lediglich ein V-förmiger Ausschnitt, der in Richtung zur Kontaktstelle offen ist, vorhanden ist, besteht die Gefahr, dass Teillichtbögen zurücklaufen bzw. bei geringer werdenden Stromstärken am Ende der Abschaltung zu den Rändern der Löschbleche hin getrieben werden, so dass dort ein Überschlag des Lichtbogens bzw. eine Rückzündung über mehrere Löschbleche oder über das ganze Lichtbogenlöschblechpaket entstehen kann, was zum Ausfall des Schalters führt.
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Aus der
DE 35 31 040 C1 ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der jedes Löschblech trichterförmig gestaltet ist und zusätzlich zu dem V-förmigen Ausschnitt, der zur Kontaktstelle hin offen ist, seitliche Ausschnitte aufweist, die von den Seitenkanten in Richtung zum V-förmigen Ausschnitt verlaufen und deutlich vor den Rändern des V-Ausschnittes enden. In diese Ausschnitte wird eine kammartige Einlage eingesetzt, deren Zinken als isolierende schmale Lichtbogenlaufsperren dienen. Darüber hinaus ist bei dieser Anordnung eine Isolierstoffplatte in dem Bereich, in dem der Lichtbogen entsteht, vorgesehen, die hin zu den Lichtbogenlöschblechen treppenartige Verdickungen aufweisen, wodurch der Lichtbogen beschleunigt wird. Dies bedeutet aber, dass zusätzliche Teile verwendet werden müssen, was schlussendlich wieder zu einem erhöhten Montageaufwand und zu erhöhten Kosten führt.
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Aus der
DE 41 01 434 C2 ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung für einen Allstrom-Leitungsschutzschalter, insbesondere auch für Gleichströme bzw. Gleichspannungen, bekannt, mit einem mehrere Lichtbogenlöschbleche aufweisenden Lichtbogenlöschblechpaket, in das der Lichtbogen einläuft und darin gelöscht wird, wobei jedes Löschblech eine zur Lichtbogenentstehungsstelle hin offene Aussparung aufweist, wobei die Aussparung sich trichterförmig in Lichtbogenlaufrichtung verengt und an diesem Ende in eine Kanalform übergeht, die einen ersten schräg zur Längsmittelachse des Lichtbogenlöschbleches von dieser weglaufenden ersten Kanalabschnitt aufweist. Die Löschbleche weisen einen V-förmigen Einschnitt auf, der in einen in Richtung des Lichtbogenlaufes verlaufenden langgestreckten Kanal übergeht; wenigstens von einer Seitenflanke des V-förmigen Abschnittes zweigt ein weiterer Einschnitt ab, wodurch magnetische Engstellen und Löschblechteilbereiche entstehen, die dem Lichtbogen frühzeitig das Kommutieren erleichtern, was insbesondere bei kleinen und mittleren Stromstärken bis 200 A günstig sein soll.
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Dadurch wird aber das Volumen der Löschblechzungen zwischen dem Einlaufabschnitt des V-förmigen Ausschnittes und den Endbereichen der abzweigenden Einschnitte geschwächt, was bei einer Lichtbogenbeanspruchung zum Durchbrennen der Löschbleche führen kann.
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Die
DE 39 12 726 A1 zeigt ein Löschblechpaket mit Löschblechen, die so geschichtet sind, dass sich die Einschnitte im Löschblech abwechselnd oben oder unten bzw. links oder rechts von der Längsmittelachse der Löschbleche erstrecken. Ein solches Löschblechpaket ist auch in dem Buch „Erk, A., Schmelzle, M., Grundlagen der Schaltgerätetechnik. Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York, 1974, S. 269–273” gezeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der zusätzliche Teile und eine Schwächung der Lichtbogenlöschbleche durch zusätzliche Einschnitte vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Danach weist der Kanal jedes Lichtbogenlöschbleches einen an den ersten schräg zur Längsmittelachse des Lichtbogenlöschbleches von dieser weg verlaufenden ersten Kanalabschnitt anschließenden zweiten Kanalabschnitt auf, der zur Längsmittelachse sich hin erstreckt und etwa in der Längsmittelachse endet, und wobei zur Bildung des Lichtbogenlöschblechpaketes abwechselnd ein Lichtbogenlöschblech, bei dem der Kanal – bezogen auf die Längsmittellinie – zu einer der Längskanten des Löschbleches und bei dem daneben liegenden Löschblech zur anderen Längsseitenkante ausweicht, eingesetzt ist, so dass die Kanalabschnitte – in Lichtbogenlaufrichtung gesehen – einmal links und zum anderen rechts und dann wieder links usw. ausweichen.
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Dadurch wird erreicht, dass bei dem einen Löschblech die Kanalform in Lichtbogenlaufrichtung nach links und bei dem direkt darunter oder darüber befindlichen Lichtbogenlöschblech nach rechts vorspringt, usw.
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Ein Lichtbogen, der in ein derartiges Lichtbogenlöschblechpaket hineinläuft, wird bis zum Ende des Kanals getrieben und brennt dort in der Mitte, wobei er in dem Bereich der Spitze der jeweiligen V-Form eine Zickzackform ausbildet, wodurch der Lichtbogen in diesem Bereich verlängert wird. Die Rückbiegung aufgrund des zweiten Abschnittes bedeutet eine Zentrierung des Lichtbogens, so dass dieser Lichtbogen in der Mitte festgehalten wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigt:
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1 eine Aufsicht auf ein Lichtbogenlöschblech und
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2 eine Seitenansichten eines Lichtbogenlöschblechpaketes.
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Das in der 1 dargestellte Löschblech 11 ist Teil eines Lichtbogenlöschblechpaketes 10, das aus mehreren Lichtbogenlöschblechen 11, 12 und 11 (kurz Löschbleche genannt) usw. zusammengesetzt ist und mittels einer seitlichen Isolierstoffhalterung 13 auf beiden Längsseitenkanten 14, 15 des Lichtbogenlöschblechpaketes festgehalten ist, siehe 2. In der Zeichnung sind nur drei Löschbleche gezeichnet; bei in einem Schalter eingesetzten Lichtbogenlöschblechpaket sind entsprechend der abzuschaltenden Leistung mehr Löschbleche vorgesehen. Innerhalb der Längsseitenkanten befinden sich strichlierte Aussparungen 16, 17 usw. zwischen denen Zapfen 18 und 19 bzw. Aussparungen 20 und 21, zwischen denen ein Zapfen 22 vorspringt, welche jeweils in geeignete Ausnehmungen an der Isolierstoffhalterung 13 eingreifen. Eine derartige Fixierung der Lichtbogenlöschbleche innerhalb des Lichtbogenlöschblechpaketes ist als solche bekannt und für die Erfindung nicht von Bedeutung.
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Zu dem Schalter, der hier nicht näher dargestellt ist, gehört eine Kontaktstelle, die aus einem feststehenden Kontaktstück 23 und einem beweglichen Kontaktstück 24 gebildet ist, welches Kontaktstück 24 in Pfeilrichtung P bei einer Ausschalthandlung zum Löschblechpaket 10 hin bewegt wird; eine solche Kontaktanordnung aus einem feststehenden Kontaktstück und beweglichen Kontaktstück 23, 24 ist ebenfalls an sich bekannt und für die Erfindung nicht von Bedeutung. Lediglich ergänzend wird darauf hingewiesen, dass das bewegliche Kontaktstück 24 an einem Kontakthebel angebracht ist, wobei der Kontakthebel um eine Drehachse senkrecht zur Mittelebene M-M des Lichtbogenlöschblechpaketes 10 verschwenkbar ist, und wobei der Kontakthebel in Richtung der Mittelebene gemäß Pfeilrichtung P schwenkt. Am feststehenden Kontaktstück 23 und am beweglichen Kontaktstück 24 sind jeweils Lichtbogenleitschienen angeordnet bzw. diesen zugeordnet, die den Lichtbogen in Richtung zum Lichtbogenlöschblechpaket 10 hin führen.
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Jedes Lichtbogenlöschblech 11 besitzt einen der Kontaktstelle zugeordneten Ausschnitt 25, der zur Kontaktstelle hin offen ist und einen ersten Abschnitt 26 aufweist, dessen Aussparungs- oder Ausschnittkanten 27 und 28 parallel zu den Längskanten des Lichtbogenlöschbleches 11 oder auch in Lichtbogenlaufrichtung verlaufen. An diesen ersten Abschnitt 26 schließt ein zweiter Abschnitt 29 an, der eine V-Form bildet, wobei der offene Winkel der V-Form hin zur Kontaktstelle gerichtet ist. Dieser V-förmige zweite Abstand 29 endet in einem Abschnitt D1 von der mit der Bezugsziffer 30 bezeichneten Frontkante des Lichtbogenlöschbleches, welche Frontkante der Kontaktstelle zugewandt ist. An den zweiten Abschnitt 29 schließt sich ein Kanal 31 an, der einen ersten Kanalabschnitt 32 und einen zweiten Kanalabschnitt 33 aufweist. Der erste Kanalabschnitt 32 verläuft schräg zur Mittellinie M-M unter einem Winkel α1 von 40 bis 50° und zwar aus der Mitte M-M heraus und geht dort in den zweiten Kanalabschnitt 33 über, der quasi zur Mittellinie M-M zurückgebogen ist und dessen inneres Ende 34 etwa im Bereich der Mittellinie M-M endet. Dieser zurückgebogene zweite Kanalabschnitt 33 verläuft zur Mittelachse M-M unter einem Winkel α2, der etwa dem Winkel α1 entspricht, wobei sich die Winkel α1 und α2 aufeinander zu öffnen. Bei der Ausführung nach 1 schließt sich an den zweiten Abschnitt 29 der Kanal 31 an, der hier V-förmig gezeichnet ist und dessen offene Seite in Richtung der Mittellinie M-M hinweist.
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Bei der Ausführung gemäß 1 geht die eine Begrenzungskante 29a des Abschnittes 29 linear über in die zur Mittellinie M-M hin gelegene Kante 31a, wobei die Kante 29a und die Kante 31a bogenförmig ineinander übergehen. Die Kanten 29a und 31a können auch auf einer Linie liegen bzw. untereinander fluchten.
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Anstatt einer V-Form kann in gleicher Weise auch eine U- oder Sinus- Form vorgesehen sein, wesentlich ist dabei, dass der Kanal 31 seitlich aus der Mitte M-M ausweicht und wieder etwa zur Mitte hin zurückgebogen ist. Dabei kann das Ende 34 exakt auf der Mittellinie M-M liegen; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass der Abschnitt 33 kurz davor endet oder die Mittellinie M-M überdeckt, was allerdings nur im zehntel/mm-Bereich erfolgen sollte.
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Das kontaktstellenabseitige Ende 34 des Kanals 31 sollte in einem Abstand von D2 von der Endkante 40 des Lichtbogenlöschbleches enden, wobei der Abstand D2 etwa gleich oder geringfügig größer ist als die Hälfte des Abstandes des Endes des zweiten Ausschnittes 29, zur Endkante 40 mit D3 bezeichnet.
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Die gesamte Länge L des Löschbleches 11 teilt sich dann auf in den Abstand D1 bis zum Grunde des zweiten, V-förmigen Abschnittes 29, an die sich der Abstand D3 von dort bis zur Endkante 40 anschließt; D2 ist dann gleich groß oder geringfügig größer als D3/2. Die Tiefe D1 der Aussparung 25, in Lichtbogenlaufrichtung P gemessen, ist ca. L/3.
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Ein weiterer, wichtiger Abstand D4 ist der Abstand zwischen der Spitze der außenliegend Kante 31b des Kanals 31 hin zu der Längsseitenkante 14 oder zur Kante 21a im Bereich der Aussparung 21; dieser Abstand D4 sollte mindestens ein viertel der Löschblechbreite B, quer zur Lichtbogenlaufrichtung gemessen, betragen.
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Wenn ein solches Lichtbogenlöschblech in ein Lichtbogenlöschblechpaket 10 eingesetzt wird, dann erfolgt dies wie folgt:
Zunächst wird das Lichtbogenlöschblech 11 in der in 1 dargestellten Lage eingesetzt, bei der der V-förmige Kanal bezogen auf die Mittelachse M-M nach links ausweicht; das nächste Lichtbogenlöschblech 12 wird um 180° um die Mittelachse M-M eingesetzt, so dass der Kanal 31 nach rechts ausweicht; daran anschließend wird das nächste Lichtbogenlöschblech 11 wieder so verwendet wie in der 1 dargestellt und so weiter, so dass die Kanäle 31 in jedem übereinanderliegenden Lichtbogenlöschblech einmal nach links und einmal nach rechts, also abwechselnd, ausweichen.
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Mit dieser Ausgestaltung des Lichtbogenlöschblechpaketes wird ein optimaler Einlauf des Lichtbogens in den Ausschnitt 25 mit den Abschnitten 26 und 29 erreicht, so dann biegt sich der Lichtbogen bzw. der entsprechende Lichtbogenfuß bei dem einen Lichtbogenlöschblech nach links und bei dem direkt darunter befindlichen Lichtbogenlöschblech nach rechts usw. aus, bis er in das Ende 34 des Kanals 31 gewandert ist und dort zentral brennt und in jedem Falle nicht mehr entgegen der Lichtbogenlaufrichtung nach vorne oder seitlich zu den Längsseitenkanten 14, 15 auswandern kann, um dann an diesen Stellen Rückzündungen zu erzeugen.
