DE102008049998A1 - Electrical switch e.g. molded case circuit breaker, for breaking current path during e.g. short-circuit, has wall with section formed such that strength of section against external pressure is smaller than strength against internal pressure - Google Patents

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Abstract

The switch (1) has a driving mechanism (8) for opening and closing switch contacts (2, 3). A pressure detecting element (10) e.g. fabric tube, comprises an elastic wall that defines a pressure detecting area from a switching area (7) such that positive pressure acting as outer pressure on the element causes increase of pressure of internal pressure in the detecting area. A section of the wall, which adjoins the switching area, is formed such that mechanical strength of the section against external pressure is smaller than the mechanical strength of the section against internal pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Schalter mit zumindest zwei Schaltkontakten zur Unterbrechung einer ersten Strombahn, mit zumindest einem durch ein Gehäuse begrenzten ersten Schaltraum zur Aufnahme der Schaltkontakte der ersten Strombahn, mit einem Antriebsmechanismus zum Öffnen und Schließen der Schaltkontakte, mit einem Auslösemechanismus und mit einem Druckerfassungsglied, bei dem in dem ersten Schaltraum durch einen bei elektrodynamischen Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen ein Überdruck erzeugt wird, unter Einwirkung dessen das Druckerfassungsglied ein Auslösen des Auslösemechanismus bewirkt, um den Antriebsmechanismus zum Öffnen der Schaltkontakte in Gang zu setzen.The The invention relates to an electrical switch with at least two Switching contacts for interrupting a first current path, with at least one by a housing limited first control room for recording the switching contacts of the first flow path, with a drive mechanism for opening and closing the switching contacts, with a triggering mechanism and with a pressure sensing element, in which in the first switching room by a at electrodynamic Recoil of the switching contacts pulled arc an overpressure is generated under the influence of the Pressure sensing element causes a triggering of the triggering mechanism, around the drive mechanism for opening the switch contacts to get started.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf elektrische Schalter, insbesondere auf Leistungsschalter im Niederspannungsbereich, das heißt bis zu Spannungen von ca. 1000 Volt. Derartige elektrische Schalter sind insbesondere zur Unterbrechung von Strombahnen in einem Kurzschlussfall oder in einem Überstromfall ausgebildet. Weiterhin können die elektrischen Schalter einpolig oder mehrpolig, insbesondere dreipolig, ausgeführt sein. Sie können je Pol ein oder mehrere Schaltkontaktpaare aufweisen. Insbesondere sind die elektrischen Schalter zum Abschalten von Strömen von mehr als 100 A, insbesondere von mehreren kA, ausgelegt.The The invention relates in particular to electrical switches, in particular on circuit breaker in the low voltage range, that is up to voltages of approx. 1000 volts. Such electrical switch are in particular for the interruption of current paths in a short circuit or formed in an overcurrent case. Furthermore you can the electrical switch unipolar or multipolar, in particular three-pole, be executed. You can enter each pole or have a plurality of switching contact pairs. In particular, the electrical switch for switching off currents of more than 100 A, in particular of several kA designed.

Aus der deutschen Übersetzung DE 691 10 540 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 455 564 B1 ist ein Auslöser für einen Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse bekannt, der pro Pol zwei in der Einschaltstellung des Leistungsschalters federnd gegeneinander gedrückte Schaltkontakte umfasst. Die Schaltkontakte können durch die Wirkung elektrodynamischer Rückstoßkräfte getrennt werden, wenn der die Schaltkontakte durchfließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschreitet, um so eine Begrenzung des genannten Stroms zu bewirken. Der Auslöser umfasst ein Überlast- und/oder Kurzschluss-Erfassungsglied zur Beaufschlagung eines im Fehlerfall die automatische Abschaltung des Leistungsschalters bewirkenden Schaltmechanismus. Weiterhin umfasst der Auslöser ein Betätigungsorgan, das auf einen in der Trennzone der genannten Kontakte durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Kontakte gezogenen Lichtbogen erzeugten Überdruck anspricht, um den Abschaltmechanismus des Leistungsschalters zu betätigen. Das Betätigungsorgan ist eine gasdichte Einheit, die ausschließlich mit der Trennzone der Kontakte verbunden ist und ein bewegliches Element wie z. B. einen Kolben oder eine Membran mit einem begrenzten Steuerhub umfasst. Das bewegliche Element wird zum einen mit dem genannten Überdruck und zum anderen durch eine Rückholvorrichtung mit angepasster Wirkkraft beaufschlagt. Dessen Verschiebung bewirkt die Auslösung des genannten Abschaltmechanismus des Leistungsschalters, wobei die genannte Rückholvorrichtung mit angepasster Wirkkraft so bemessen ist, dass eine ungewollte Auslösung bei einfacher Überlast oder Ansprechen eines nachgeschalteten strombegrenzenden Leistungsschalters verhindert wird.From the German translation DE 691 10 540 T2 the European patent specification EP 0 455 564 B1 is a trigger for a circuit breaker with insulating material known, which includes two pole per pole in the closed position of the circuit breaker resiliently pressed against each other switching contacts. The switching contacts can be separated by the action of electrodynamic recoil forces when the current flowing through the switching contacts exceeds a certain threshold, so as to effect a limitation of said current. The trigger comprises an overload and / or short-circuit detection element for acting on an automatically switching off the circuit breaker causing in the event of a fault switching mechanism. Furthermore, the trigger comprises an actuator which responds to an overpressure generated in the separation zone of said contacts by an electric arc generated during electrodynamic recoil of the contacts to actuate the circuit breaker of the circuit breaker. The actuator is a gas-tight unit, which is connected exclusively to the separation zone of the contacts and a movable element such. B. comprises a piston or a membrane with a limited control stroke. The movable element is acted upon on the one hand with the said overpressure and on the other hand by a return device with adapted effective force. Its displacement causes the triggering of said circuit breaker of the circuit breaker, wherein the said adapted action force return device is dimensioned to prevent accidental tripping on a simple overload or response of a downstream current limiting circuit breaker.

Aus der US 3,631,369 A ist ein Auslöser mit einem beweglichen Anker bekannt. Der Anker ist als Bimetall ausgeführt und durch den elektromagnetischen Auslöser beaufschlagbar. Eine Verlängerung des Ankers ragt in den Gasaustrittskanal der Lichtbogenlöschkammer. Bei einer Abschaltung wird der Anker durch den Gasstrom in die Auslösestellung überführt.From the US 3,631,369 A is a trigger with a movable anchor known. The anchor is designed as a bimetal and acted upon by the electromagnetic release. An extension of the armature protrudes into the gas outlet channel of the arc quenching chamber. When switching off the armature is transferred by the gas flow in the release position.

Die betrachteten Leistungsschalter sind sogenannte strombegrenzende elektrische Schalter. Bei diesen strombegrenzenden elektrischen Schaltern, beispielsweise in Form von MCCB's (Molded Case Circuit Breakers) wird der zu unterbrechende Strom unterbrochen, bevor dieser seinen Maximalwert erreicht, indem die Schaltkontakte durch elektromagnetische Abstoßung benachbarter Leiter auseinander gestoßen werden und so der Strom nach dem Abreißen eines zwischen den Schaltkontakten gezogenen Lichtbogen unterbrochen wird.The considered circuit breakers are so-called current-limiting electrical switches. In these current-limiting electrical Switches, for example in the form of MCCB's (Molded Case Circuit Breakers), the current to be interrupted is interrupted before this reaches its maximum value by the switching contacts by electromagnetic Repulsion of adjacent ladder pushed apart and so the electricity after tearing off an between the electrical contacts pulled arc is interrupted.

Alternativ oder zusätzlich können die Schaltkontakte z. B. mittels eines vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Aktors betätigt werden. Der Aktor kann z. B. durch ein Überlast- und/oder Kurzschluss-Erfassungsglied angesteuert werden.alternative or additionally, the switch contacts z. B. by means of a preferably electromagnetically actuated Actuators are actuated. The actuator can z. B. by an overload and / or short-circuit detection member are driven.

Im Bereich der Schaltkontakte ist typischerweise ein Löschpaket zur Kühlung des heißen Lichtbogenplasmas beim Öffnen der Schaltkontakte vorhanden. Durch die Herabkühlung des Plasmas wird die elektrische Leitfähigkeit derart herabgesetzt, dass die zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens benötigte Spannung nicht mehr ausreichend ist. Der Lichtbogen reißt ab und der Strom wird unterbrochen.in the Range of switching contacts is typically a deletion package for cooling the hot arc plasma when opening the switching contacts available. By cooling down the Plasma is the electrical conductivity lowered so that the voltage needed to maintain the arc is no longer sufficient. The arc breaks off and the power is interrupted.

Bei dem eingangs genannten Schalter gemäß der EP 0 455 564 B1 ist das Schaltschloss sowohl durch das Überlast- und/oder Kurzschluss-Erfassungsglied als auch durch ein unabhängig davon wirkendes druckabhängiges Betätigungsorgan auslösbar. Als Auslösekriterium wird der beim Ziehen des Lichtbogens entstehende Überdruck herangezogen, der in einem direkten Zusammenhang mit der Lichtbogenenergie steht. Mit anderen Worten nimmt der Druck umso mehr zu, je höher die Lichtbogenenergie ist. Durch die Auswertung des Überdrucks ist somit eine energieselektive Abschaltung des Schalters möglich.In the aforementioned switch according to the EP 0 455 564 B1 the switching mechanism is triggered both by the overload and / or short-circuit detection member as well as by an independently acting pressure-dependent actuator. The tripping criterion used is the overpressure created when the arc is pulled, which is directly related to the arc energy. In other words, the higher the arc energy, the more the pressure increases. By evaluating the overpressure, an energy-selective shutdown of the switch is thus possible.

Ein weiterer mit einem Druckerfassungsglied ausgestatteter elektrischer Schalter ist aus der deutschen Übersetzung DE 699 09 570 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 991 094 B1 bekannt. Bei diesem bekannten elektrischen Schalter weist das Druckerfassungsglied eine elastische Wandung aufweist, die einen Druckerfassungsraum vom dem ersten Schaltraum derart abgrenzt, dass der als Außendruck auf das Druckerfassungsglied wirkende Überdruck einen zum Auslösen des Auslösemechanismus führenden Druckanstieg des Innendruckes im Druckerfassungsraum bewirkt.Another with a pressure sensing element equipped electrical switch is from the German translation DE 699 09 570 T2 the European patent specification EP 0 991 094 B1 known. In this known electrical switch, the pressure sensing member has an elastic wall which delimits a pressure sensing space from the first switching space such that the overpressure acting as the external pressure on the pressure sensing member effects a pressure increase of the internal pressure in the pressure sensing space leading to the triggering of the triggering mechanism.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen alternativen elektrischen Schalter anzugeben.outgoing From this prior art, it is an object of the invention to provide a specify alternative electrical switch.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen elektrischen Schalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.These The object of the invention is achieved by an electrical switch the features of claim 1. advantageous Embodiments are in the dependent claims 2 to 5 indicated.

Erfindungsgemäß ist zumindest ein erster Abschnitt der elastischen Wandung, der an den ersten Schaltraum angrenzt, derart ausgebildet ist, dass seine mechanische Festigkeit gegen den Außendruck kleiner als seine mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist. Bei einer derartigen Gestaltung ist es möglich, den im Schaltraum entstehenden Überdruck optimal in ein Auslösesignal umzusetzen.According to the invention at least a first portion of the elastic wall attached to the adjacent first switch room, is formed such that its mechanical Strength against the external pressure smaller than its mechanical Firmness against the internal pressure is. With such a design It is possible, the resulting overpressure in the control room optimally converted into a trigger signal.

Nach einer Ausführungsform weist die elastische Wandung weitere Abschnitte auf, deren mechanische Festigkeit gegen den Außendruck kleiner als deren mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist, wobei sich das Druckerfassungslied derart erstreckt, dass jeweils einer der weiteren Abschnitte an jeweils einen weiteren Schaltraum des elektrischen Schalters angrenzt, in dem die Schaltkontakte jeweils einer weiteren Strombahn angeordnet sind.To In one embodiment, the elastic wall has more Sections on whose mechanical strength against the external pressure smaller than their mechanical strength against the internal pressure, wherein the pressure sensing song extends such that each one of the other sections to each another another switching room of the electrical switch adjacent, in which the switch contacts one each further current path are arranged.

Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn das Druckerfassungsglied nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einstückig ausgebildet ist. – Das Druckerfassungsglied kann insbesondere ein Gewebeschlauch sein.manufacturing technology It is favorable if the pressure sensing element after a further preferred embodiment in one piece is trained. - The pressure sensing element can in particular be a fabric tube.

Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zur Folge weist das Gehäuse zur Aufnahme des Druckerfassungsgliedes eine Ausnehmung auf, die jeweils zumindest eine Öffnung zu einem der Schalträume aufweist, wobei die Öffnungen bei geschlossenen Schaltkontakten jeweils durch ein Kontaktglied verschlossen sind und wobei jedes der Kontaktglieder jeweils Träger eines beweglichen der Schaltkontakte ist.one particularly advantageous embodiment has the consequence the housing for receiving the pressure sensing element a Recess on, each having at least one opening to a having the switching chambers, wherein the openings each closed by a contact member at closed switch contacts and wherein each of the contact members are each carrier a movable of the switch contacts.

Die Erfindung sowie vorteilhaft Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:The Invention and advantageous embodiments of the invention will be described below with reference to the following figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einem Druckerfassungsglied, 1 a schematic representation of an electrical switch with a pressure sensing element,

2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters, 2 a first embodiment of the electrical switch according to the invention,

3 eine zweite Ausführungsform des elektrischen Schalters in eingeschaltetem Zustand mit geschlossenen Schaltkontakten, 3 a second embodiment of the electrical switch in the on state with closed switch contacts,

4 die zweite Ausführungsform des elektrischen Schalters in ausgeschaltetem Zustand mit geöffneten Schaltkontakten, 4 the second embodiment of the electrical switch in the off state with open switch contacts,

5 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß der 3, 5 a sectional view of the embodiment according to the 3 .

6 eine dritte Ausführungsform des elektrischen Schalters in eingeschaltetem Zustand mit geschlossenen Schaltkontakten, 6 a third embodiment of the electrical switch in the on state with closed switch contacts,

7 die dritte Ausführungsform des elektrischen Schalters in ausgeschaltetem Zustand mit geöffneten Schaltkontakten und 7 the third embodiment of the electrical switch in the off state with open switch contacts and

8 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß der 6. 8th a sectional view of the embodiment according to the 6 ,

Die 1 zeigt einen elektrischer Schalter 1 mit zwei Schaltkontakten 2, 3 zur Unterbrechung einer ersten Strombahn 4 eines ersten Schaltpoles. Ein beweglicher der Schaltkontakte ist dabei von einem starren Kontaktglied 5 getragen. Der elektrische Schalter weist einen durch ein Gehäuse 6 begrenzten ersten Schaltraum 7 zur Aufnahme der Schaltkontakte 2, 3 der ersten Strombahn auf Ein Antriebsmechanismus 8 des elektrischen Schalters dient zum Öffnen und Schließen der Schaltkontakte. Weiterhin weist der elektrische Schalter einen Auslösemechanismus in Form eines im Zuge des Antriebsmechanismus angeordneten Schaltschlosses 9 und ein Druckerfassungsglied 10 auf. In dem ersten Schaltraum 7 wird durch einen bei elektrodynamischen Rückstoß der Schaltkontakte 2, 3 gezogenen Lichtbogen ein Überdruck erzeugt, unter Einwirkung dessen das Druckerfassungsglied 10 ein Auslösen des Auslösemechanismus (ein Lösen der Verklinkung des Schaltschlosses 9) bewirkt, um den Antriebsmechanismus 8 zum Öffnen der Schaltkontakte 2, 3 in Gang zu setzen.The 1 shows an electrical switch 1 with two switching contacts 2 . 3 to interrupt a first current path 4 a first switching pole. A movable of the switching contacts is of a rigid contact member 5 carried. The electrical switch has a through a housing 6 limited first control room 7 for receiving the switching contacts 2 . 3 the first flow path on a drive mechanism 8th the electrical switch is used to open and close the switch contacts. Furthermore, the electrical switch has a trigger mechanism in the form of a switching mechanism arranged in the course of the drive mechanism 9 and a pressure sensing element 10 on. In the first switch room 7 is due to an electrodynamic recoil of the switch contacts 2 . 3 drawn arc creates an overpressure, under the action of the pressure sensing element 10 a triggering of the trigger mechanism (a release of the latch of the switch lock 9 ) causes the drive mechanism 8th for opening the switch contacts 2 . 3 to get started.

In dem elektrischen Schalter 1 sind neben dem Druckerfassungsglied 10 auch noch ein thermischer Auslöser 11, ein elektromagnetischer Auslöser 12 und ein manueller Auslöser 13 vorgesehen, mittels derer das Schaltschloss 9 zum Öffnen der Schaltkontakte gelöst werden kann. Es kann auch ein elektronischer Auslöser vorgesehen werden.In the electric switch 1 are next to the pressure sensing element 10 also a thermal trigger 11 , an electromagnetic trigger 12 and a manual trigger 13 provided by means of which the switch lock 9 can be solved to open the switch contacts. It can also be provided an electronic trigger.

Wie im Weiteren noch dargestellt ist, weist der elektrische Schalter parallel zu dem in der 1 gezeigten Schaltraum weitere Schalträume auf, in denen Schaltkontakte weiterer Schaltpole angeordnet sind.As will be shown below, the electrical switch is parallel to that in the 1 shown switching room on more switching rooms in which switching contacts further switching poles are arranged.

Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform 101 des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters, bei dem zwei bewegliche Kontakte 103', 103'', denen jeweils ein feststehender Kontakt 103', 103'' zugeordnet ist, an einem als Kontaktbrücke ausgebildeten starren Kontaktglied 105 angeordnet sind. Das Kontaktglied 105 ist dabei in einem Schaltwellensegment 114 um eine Achse 115 drehbar. Gemäß der 2 weist das Druckerfassungsglied 110 eine elastische Wandung 116 auf. Diese elastische Wandung 116 grenzt einen Druckerfassungsraum 117 von dem ersten Schaltraum 107 derart ab, dass der als Außendruck auf das Druckerfassungsglied 110 wirkende Überdruck einen zum Auslösen des Auslösemechanismus führenden Druckanstieg des Innendruckes im Druckerfassungsraum 117 bewirkt.The 2 shows a first embodiment 101 the electrical switch according to the invention, in which two movable contacts 103 ' . 103 '' which each have a fixed contact 103 ' . 103 '' is assigned to a trained as a contact bridge rigid contact member 105 are arranged. The contact element 105 is in a switching shaft segment 114 around an axis 115 rotatable. According to the 2 indicates the pressure sensing element 110 an elastic wall 116 on. This elastic wall 116 adjoins a pressure detection room 117 from the first switch room 107 such that the external pressure on the pressure sensing element 110 overpressure acting to trigger the trigger mechanism pressure increase of the internal pressure in the pressure sensing chamber 117 causes.

Hierzu ist in einer Seitenwand 118 des den ersten Schaltraum 107 begrenzenden Gehäuses 106 eine Ausnehmung 119 ausgebildet, die eine Öffnung 120 zum ersten Schaltraum aufweist.This is in a sidewall 118 of the first switch room 107 limiting housing 106 a recess 119 formed having an opening 120 has the first switching room.

Das gezeigte Druckerfassungsglied 110 ist ein rohrförmiges, Außendruck elastisches, aber in vorteilhafter Weise Innendruck festeres Element in Form eines Gewebeschlauches. Die mechanische Festigkeit der elastischen Wandung 116 dieses Gewebeschlauches gegen den Außendruck ist also kleiner als die mechanische Festigkeit gegen den Innendruck. Der Gewebeschlauch ist hier in einem Stück ausgebildet. Das Druckerfas sungsglied kann aber auch aus mehreren über Verbindungen zusammengefügten Stücken bestehen.The pressure sensor shown 110 is a tubular, external pressure elastic, but advantageously internal pressure solid element in the form of a fabric tube. The mechanical strength of the elastic wall 116 This fabric hose against the external pressure is therefore smaller than the mechanical strength against the internal pressure. The fabric hose is formed here in one piece. The Druckfas sungsglied but can also consist of several assembled via connections pieces.

Das gezeigte Druckerfassungsglied 110 ist einseitig gasdicht geschlossen. Dadurch verringert sich bei einem hohen Schaltgasdruck beispielsweise in dem ersten Schaltraum 107 der innere Querschnitt eines im Bereich der Öffnung 120 verlaufenden, druckbeaufschlagten ersten Abschnittes 121 des Druckerfassungsgliedes 110. Dies führt zu einer Komprimierung der sich in dem Druckerfassungsglied 110 befindlichen Luft und in Folge davon zu einem impulsartigen Ausströmen von Luft aus einem offenen Ende des Druckerfassungsgliedes. Die Energie der komprimierten bzw. der ausströmenden Luft kann – wie im Weiteren noch dargestellt ist, zum Lösen der Verklinkung des Schaltschlosses direkt oder indirekt genutzt werden.The pressure sensor shown 110 is closed gas-tight on one side. This is reduced at a high switching gas pressure, for example in the first switching room 107 the inner cross section of one in the region of the opening 120 extending, pressurized first section 121 of the pressure sensing element 110 , This results in compression in the pressure sensing element 110 air and, as a result, a pulsed outflow of air from an open end of the pressure sensing member. The energy of the compressed or the outflowing air can - as will be shown below, be used directly or indirectly to release the latching of the switching mechanism.

Der erste Abschnitt 121 des Druckerfassungsgliedes 110 erstreckt sich im Bereich der Öffnung in der Bewegungsrichtung 122 des Kontaktgliedes 105 quer zur Strombahn 104. Ein sich daran anschließender zweiter Abschnitt 123 erstreckt sich quer zum ersten Abschnitt 121 und ebenfalls quer zu der Strombahn 104 bis hin zu einem benachbarten, hier nicht dargestellten Schaltraum. Dort erstreckt sich ein dritter Abschnitt wieder in Richtung eines sich dort befindlichen Kontaktgliedes und ein vierter Abschnitt weiter in Richtung des nächsten Schaltraumes, so dass sich das Druckerfassungsglied 110 letztendlich über alle Schaltpole erstreckt.The first paragraph 121 of the pressure sensing element 110 extends in the region of the opening in the direction of movement 122 of the contact member 105 across the stream 104 , An adjoining second section 123 extends transversely to the first section 121 and also across the stream 104 to an adjacent, not shown here switching room. There, a third section extends again in the direction of a contact element located there and a fourth section further in the direction of the next switching room, so that the pressure sensing element 110 ultimately extends over all switching poles.

Die Ausnehmung 119 weist im Bereich der Öffnung 120 eine an die Kontur des Gewebeschlauches angepasste halbschalenartige Form auf.The recess 119 points in the area of the opening 120 adapted to the contour of the fabric tube half-shell-like shape.

Das Kontaktglied 105 kann ebenfalls eine derartige Ausnehmung mit einer an die Kontur des Gewebeschlauches angepasste halb schalenartige Form derart aufweisen, dass die Ausnehmung 119 des Gehäuses und die Ausnehmung des Kontaktgliedes 105 bei geschlossenen Schaltkontakten 102, 103 einen Tunnel bilden. Öffnet der Schaltkontakt 103 selbsttätig, wird der an den Schaltraum 107 angrenzende erste Abschnitt 121 des Druckerfassungsgliedes 110 halbseitig freigegeben und kann durch den Druck verformt werden.The contact element 105 can also have such a recess with a matched to the contour of the fabric tube half-shell-like shape such that the recess 119 of the housing and the recess of the contact member 105 with closed switch contacts 102 . 103 form a tunnel. Opens the switching contact 103 automatically, the will to the switch room 107 adjacent first section 121 of the pressure sensing element 110 released on one side and can be deformed by the pressure.

Da die Schaltkontakte der anderen Schaltpole dabei zunächst noch geschlossen sind, kann dort das Druckerfassungsglied durch die von den dortigen Seitenwänden und den dortigen Kontaktgliedern gebildeten druckfesten Tunnelbereichen seine Form nicht in unerwünschter Weise verändern.There the switch contacts the other switching poles first are still closed, there may be the pressure sensing element through those of the local side walls and the contact members there formed pressure-resistant tunnel areas its shape is not undesirable Change way.

Die 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausführungsform 201 des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters, bei der sich ein Druckerfassungsglied 210 in Form eines schlauchartigen Elementes in Richtung der Achse 215, die die Drehachse des Kontaktgliedes 205 bildet, über alle Schaltpole durch eine Ausnehmung 219 in einer Vorderwand 224 des Gehäuses 206 erstreckt. Im Bereich jedes der Schalträume 207 weist die Ausnehmung 219 jeweils eine Öffnung 220 zum Schaltraum 207 auf, wobei die Öffnungen 220 bei geschlossenen Schaltkontakten 202, 203 jeweils durch das dort befindliche Kontaktglied 205 verschlossen sind.The 3 to 5 show a second embodiment 201 the electrical switch according to the invention, in which a pressure sensing element 210 in the form of a tubular element in the direction of the axis 215 representing the axis of rotation of the contact member 205 forms, over all switching poles through a recess 219 in a front wall 224 of the housing 206 extends. In the area of each of the switch rooms 207 has the recess 219 one opening each 220 to the switch room 207 on, with the openings 220 with closed switch contacts 202 . 203 in each case by the contact member located there 205 are closed.

Öffnet der Schaltkontakt 203 selbsttätig, wird der an den Schaltraum 207 angrenzende Abschnitt 221 des Druckerfassungsgliedes 110 durch den Druck verformt.Opens the switching contact 203 automatically, the will to the switch room 207 adjacent section 221 of the pressure sensing element 110 deformed by the pressure.

Ein offenes Ende 225 eines einseitig gasdicht geschlossenen schlauchartigen Druckerfassungsgliedes ist auf einen Mitnehmer 226 eines Auslösegliedes 227 (hier eine drehbare Auslösewelle) ausgerichtet. Bei impulsartigem Ausstoß von Luft wirkt dabei ein zweiter Mitnehmer 228 dieses Auslösegliedes auf das Schaltschloss 209 und löst dieses. Auch hier ist das Druckerfassungsglied 210 ein aus einem Stückgebildeter Gewebeschlauch, also ein Schlauch aus flexiblem Material, der mit einer netzartigen Umhüllung versehen ist und der bei einem Anstieg des Außendruckes stark, bei einem Anstieg des Innendruckes jedoch nahezu unverformbar ist. Bei einem Kurzschluss in einem der Schaltpole wird der Gewebeschlauch im Bereich der Öffnung 220 durch Druckwelle, die in Folge Lichtbogens entsteht, beaufschlagt. In Bereich dieser Öffnung verringert sich das Volumen des Druckerfassungsgliedes 210 stark. Diese Volumenverringerung führt zu einem Druckanstieg im Druckerfassungsglied, jedoch aufgrund der Stabilität gegen einen Anstieg des Innendruckes nicht zur Ausdehnung im Bereich der anderen Öffnungen 220 sondern zu einem impulsartigen Ausstoß der Luft in Richtung des ersten Mitnehmers 226 des Auslösegliedes 227.An open end 225 a hose-like pressure-sensing member closed on one side in a gastight manner is in contact with a driver 226 a trigger member 227 (here a rotatable trip shaft) aligned. In the case of pulsed ejection of air, a second driver acts 228 this trigger member on the switch lock 209 and solve this. Again, the pressure sensing element 210 on off a piece formed fabric hose, so a hose made of flexible material, which is provided with a net-like enclosure and which is strong when an increase in the external pressure, with an increase in the internal pressure, however, almost undeformable. If there is a short circuit in one of the switching poles, the fabric hose will be in the area of the opening 220 by pressure wave, which arises as a result of arc, applied. In the area of this opening, the volume of the pressure sensing element decreases 210 strong. This reduction in volume leads to an increase in pressure in the pressure sensing element, but not to expansion in the region of the other openings due to the stability against an increase in the internal pressure 220 but to a pulse-like ejection of the air in the direction of the first driver 226 of the trigger member 227 ,

Gemäß der 6 bis 8 reicht es jedoch auch aus, wenn pro Schaltpol nur ein Abschnitt 321 der elastischen Wandung, der an den jeweiligen Schaltraum angrenzt, derart ausgebildet ist, dass seine mechanische Festigkeit gegen den Außendruck kleiner als seine mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist.According to the 6 to 8th However, it is sufficient if only one section per switching pole 321 the elastic wall, which adjoins the respective switching space, is designed such that its mechanical strength against the external pressure is less than its mechanical strength against the internal pressure.

So sind in der 8 – jeweils mit einer Strich-Punkt-Linie dargestellt – neben einem erster Abschnitt 329 der elastischen Wandung, der an einen den ersten der Schalträume 307 angrenzt, weitere Abschnitte 329 gezeigt, deren mechanische Festigkeit jeweils gegen den Außendruck kleiner als deren mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist, wobei sich das Druckerfassungslied 310 derart erstreckt, dass jeweils einer der weiteren Abschnitte an jeweils einen weiteren Schaltraum 307 des elektrischen Schalters 301 angrenzt, in dem die Schaltkontakte jeweils einer weiteren Strombahn angeordnet sind.So are in the 8th - each shown with a dash-dot line - next to a first section 329 the elastic wall connected to a first of the switch rooms 307 adjacent, further sections 329 shown, the mechanical strength is smaller in each case against the external pressure than the mechanical strength against the internal pressure, wherein the pressure sensing lobe 310 extends such that in each case one of the further sections to a respective further switching room 307 of the electrical switch 301 adjacent, in which the switching contacts are each arranged a further current path.

Auch hier weist das das Gehäuse 306 zur Aufnahme des Druckerfassungsgliedes 310 eine Ausnehmung 319 auf, die jeweils zumindest eine Öffnung 320 zu einem der Schalträume 307 hat, wobei die Öffnungen 320 bei geschlossenen Schaltkontakten jeweils durch einen der Kontaktglieder 305 verschlossen sind.Again, this shows the case 306 for receiving the pressure sensing element 310 a recess 319 on, each one at least one opening 320 to one of the switch rooms 307 has, with the openings 320 with closed switching contacts in each case by one of the contact members 305 are closed.

Das freie Ende des Druckerfassungsgliedes 310 ist hier mit einem von Innen gasdichten Überdruck-Betätigungsorgans 330 derart verbunden, dass bei impulsartigem Überdruck bei einer Kurzschlussabschaltung in einem der Schalträume 307 im Druckerfassungsglied 310 ein bewegliches Element 331 des Überdruck-Betätigungsorgans 330 verschoben wird und über eine hier gezeigte Zwischenwelle 332 oder auch direkt auf das Schaltschloss 309 wirkt.The free end of the pressure sensing element 310 is here with a gas-tight overpressure actuator from inside 330 connected such that at impulsartigem overpressure at a short-circuit shutdown in one of the switching rooms 307 in the pressure sensing element 310 a moving element 331 the overpressure actuator 330 is moved and an intermediate shaft shown here 332 or directly on the switch lock 309 acts.

Bei den gezeigten Ausführungsformen des elektrischen Schalters sind die Druckerfassungsglieder als Gewebeschläuche ausgebildet. Unabhängig davon können aber auch andere elastische Elemente als Druckerfassungsglied vorgesehen werden, bei denen durch konstruktive Gestaltung des Querschnitts Bereiche geschaffen werden, deren Widerstandsmoment bei einem Anstieg des Innendruckes größer als bei einem Anstieg des Außendruckes ist.at the illustrated embodiments of the electrical switch the pressure sensing members are designed as tissue hoses. Regardless, but also other elastic Elements are provided as a pressure sensing element, in which constructive design of the cross section areas are created whose moment of resistance increases with an increase in the internal pressure than with an increase in the external pressure.

Angemerkt sei auch noch, dass auch ein anderer, nicht quer zu den Strombahnen gerichteter Verlauf des Druckerfassungsgliedes möglich ist.noted be it also, that another, not across the stream directed course of the pressure sensing element possible is.

Bei dem erfindungsgemäßen Schalter ist das Problem der Druckerfassung und Auslösung kostengünstig, zuverlässig und praktikabel gelöst. Eine Verschmutzung von Schalterteilen au ßerhalb der Schalträume ist nahezu ausgeschlossen und es entstehen keine störenden Durchbrüche zwischen den Schalträumen.at the switch according to the invention is the problem the pressure detection and triggering cost-effective, solved reliably and practicably. A pollution of switch parts au outside the switching rooms is almost impossible and there are no disturbing Breakthroughs between the control rooms.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 69110540 T2 [0003] - DE 69110540 T2 [0003]
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  • - US 3631369 A [0004] - US 3631369 A [0004]
  • - DE 69909570 T2 [0009] - DE 69909570 T2 [0009]
  • - EP 0991094 B1 [0009] EP 0991094 B1 [0009]

Claims (6)

Elektrischer Schalter (1; 101; 201; 301) – mit zumindest zwei Schaltkontakten (2,3; 102, 103; 202, 203; 302, 303) zur Unterbrechung einer ersten Strombahn (4; 104; 204; 304), – mit zumindest einem durch ein Gehäuse (6; 106; 206; 306) begrenzten ersten Schaltraum (7; 107; 207; 307) zur Aufnahme der Schaltkontakte der ersten Strombahn, – mit einem Antriebsmechanismus (8) zum Öffnen und Schließen der Schaltkontakte, – mit einem Auslösemechanismus und – mit einem Druckerfassungsglied (10; 110; 210; 310), – bei dem in dem ersten Schaltraum durch einen bei elektrodynamischen Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen ein Überdruck erzeugt wird, unter Einwirkung dessen das Druckerfassungsglied ein Auslösen des Auslösemechanismus bewirkt, um den Antriebsmechanismus zum Öffnen der Schaltkontakte in Gang zu setzen, – wobei das Druckerfassungsglied eine elastische Wandung (116; 216; 316) aufweist, die einen Druckerfassungsraum (117; 217; 317) vom dem ersten Schaltraum derart abgrenzt, dass der als Außendruck auf das Druckerfassungsglied wirkende Überdruck einen zum Auslösen des Auslösemechanismus führenden Druckanstieg des Innendruckes im Druckerfassungsraum bewirkt. dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Abschnitt (121; 221; 321) der elastischen Wandung, der an den ersten Schaltraum (7; 107; 207; 307) angrenzt, derart ausgebildet ist, dass seine mechanische Festigkeit gegen den Außendruck kleiner als seine mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist.Electric switch ( 1 ; 101 ; 201 ; 301 ) - with at least two switching contacts ( 2 . 3 ; 102 . 103 ; 202 . 203 ; 302 . 303 ) for interrupting a first flow path ( 4 ; 104 ; 204 ; 304 ), - with at least one through a housing ( 6 ; 106 ; 206 ; 306 ) limited first switch room ( 7 ; 107 ; 207 ; 307 ) for receiving the switching contacts of the first flow path, - with a drive mechanism ( 8th ) for opening and closing the switching contacts, - with a triggering mechanism and - with a pressure sensing element ( 10 ; 110 ; 210 ; 310 ), In which an overpressure is generated in the first switching space by an arc drawn in electrodynamic recoil of the switching contacts, under the action of which the pressure sensing element causes triggering of the triggering mechanism to actuate the drive mechanism for opening the switching contacts, - the pressure sensing element an elastic wall ( 116 ; 216 ; 316 ) having a pressure sensing space ( 117 ; 217 ; 317 ) delimits from the first switching space in such a way that the overpressure acting as external pressure on the pressure-sensing element causes a pressure increase of the internal pressure in the pressure-sensing chamber leading to the triggering of the triggering mechanism. characterized in that at least a first section ( 121 ; 221 ; 321 ) of the elastic wall connected to the first switching room ( 7 ; 107 ; 207 ; 307 ) is formed such that its mechanical strength against the external pressure is less than its mechanical strength against the internal pressure. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die elastische Wandung weitere Abschnitte aufweist, deren mechanische Festigkeit gegen den Außendruck kleiner als deren mechanische Festigkeit gegen den Innendruck ist, wobei sich das Druckerfassungslied derart erstreckt, dass jeweils einer der weiteren Abschnitte an jeweils einen weiteren Schaltraum des elektrischen Schalters angrenzt, in dem die Schaltkontakte jeweils einer weiteren Strombahn angeordnet sind.Electric switch according to Claim 1, characterized that the elastic wall has further sections whose mechanical strength against the external pressure smaller than theirs mechanical resistance to the internal pressure, which is the Pressure sensing song such that each one of the other Sections to a respective other switching room of the electrical switch adjacent, in which the switching contacts in each case a further current path are arranged. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckerfassungsglied (110; 210) einstückig ausgebildet ist.Electric switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pressure sensing element ( 110 ; 210 ) is integrally formed. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckerfassungsglied (110; 210; 310) ein Gewebeschlauch ist.Electric switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure sensing element ( 110 ; 210 ; 310 ) is a fabric tube. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (106; 206; 306) zur Aufnahme des Druckerfassungsgliedes (110; 210; 310) eine Ausnehmung (119; 219; 319) vorgesehen ist, die jeweils zumindest eine Öffnung (120; 220; 320) zu einem der Schalträume (107; 207; 307) aufweist.Electric switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the housing ( 106 ; 206 ; 306 ) for receiving the pressure sensing element ( 110 ; 210 ; 310 ) a recess ( 119 ; 219 ; 319 ) is provided, each having at least one opening ( 120 ; 220 ; 320 ) to one of the switch rooms ( 107 ; 207 ; 307 ) having. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (120; 220; 320) bei geschlossenen Schaltkontakten jeweils durch ein Kontaktglied (105; 205; 305) verschlossen sind, wobei jedes der Kontaktglieder jeweils Träger eines beweglichen (103; 203; 303) der Schaltkontakte ist.Electric switch according to claim 5, characterized in that the openings ( 120 ; 220 ; 320 ) with closed switching contacts in each case by a contact member ( 105 ; 205 ; 305 ) are locked, each of the contact members each carrier of a movable ( 103 ; 203 ; 303 ) of the switch contacts.
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