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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßes Schaltgerät weist zumindest eine Kontaktstelle und eine der Kontaktstelle zugeordnete Lichtbogenblaseinrichtung auf. Die Lichtbogenblaseinrichtung umfasst zumindest einen Blasmagneten zur Erzeugung eines magnetischen Blasfelds. Das Blasfeld ist derart beschaffen, dass ein beim Öffnen der Kontaktstelle entstehender Schaltlichtbogen aus der Kontaktstelle geblasen wird.
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Ein gattungsgemäßes Schaltgerät ist beispielsweise aus
EP 2230678 A2 bekannt. Es handelt sich um ein lichtbogenresistentes Schütz, dessen Lichtbogenblaseinrichtung sowohl Permanentmagneten als auch elektrisch betriebene Blasspulen umfasst. Der Einsatz von Blasspulen zur Erzeugung eines magnetischen Blasfeldes bedeutet in der Regel, dass das Schaltgerät relativ schwer, groß und zudem teuer in der Herstellung ist. Außerdem ist der Blaseffekt auf den Lichtbogen abhängig von der Stromstärke, was zu kritischen Strombereichen führt. Die Aktivierung der Blasspulen im Schaltaugenblick erfordert zusätzliche Aufwendungen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltgerät der gattungsgemäßen Art anzugeben, das unabhängig von der Stromrichtung eine zuverlässige Löschung des Schaltlichtbogens gewährleistet und dabei eine einfache und kostengünstige Konstruktion aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einem gattungsgemäßen Schaltgerät dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn das Blasfeld einen ersten Magnetfeldbereich und einen neben dem ersten Magnetfeldbereich angeordneten zweiten Magnetfeldbereich aufweist, wobei Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereiches entgegengesetzt zu Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs ausgerichtet sind, und wobei das Blasfeld ferner einen Übergangsbereich aufweist, der den ersten Magnetfeldbereich und den zweiten Magnetfeldbereich miteinander verbindet, wobei sich die Ausrichtung der Magnetfeldlinien im Übergangsbereich, ausgehend jeweils von dem ersten Magnetfeldbereich und dem zweiten Magnetfeldbereich, zur Kontaktstelle hin angleicht, so dass der Schaltlichtbogen innerhalb des Übergangsbereichs in Abhängigkeit der Stromrichtung ausgehend von der Kontaktstelle entweder in den ersten Magnetfeldbereich oder in den zweiten Magnetfeldbereich geleitet und dort in beiden Fällen in gleicher Richtung von der Kontaktstelle weggeblasen wird.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass der Schaltlichtbogen unabhängig von der Stromrichtung immer in der gleichen Richtung aus dem Gehäuse des Schaltgeräts geblasen wird, so dass lediglich eine Lichtbogenlöscheinrichtung benötigt wird, um den Schaltlichtbogen zu löschen. Das magnetische Blasfeld kann dabei rein permanentmagnetisch erzeugt werden, so dass auf den Einsatz schwerer und teurer Blasspulen vollständig verzichtet werden kann. Das erfindungsgemäße Schaltgerät wird dadurch sehr kompakt. Der Schaltlichtbogen entsteht mitten im Übergangsbereich des Blasfeldes und wird daher in Abhängigkeit der Stromrichtung entweder in den ersten Magnetfeldbereich oder in den zweiten Magnetfeldbereich geleitet. Die Magnetfeldlinien sind im Übergangsbereich vorzugsweise über einen Winkel von 180° aufgefächert. Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der zweite Magnetfeldbereich spiegelbildlich zum ersten Magnetfeldbereich ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dem ersten Magnetfeldbereich ein erster Kanal und dem zweiten Magnetfeldbereich ein zweiter Kanal zugeordnet, wobei erster Kanal und zweiter Kanal parallel verlaufen und nebeneinander angeordnet sind, und wobei der erste Kanal quer zu seiner Längserstreckung von den Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereichs, und der zweite Kanal quer zu seiner Längserstreckung von den Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs durchsetzt ist.
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Durch das Vorsehen der Kanäle kann der Schaltlichtbogen sicher und zuverlässig von der Kontaktstelle weggeführt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Schaltgerät ferner eine Lichtbogenlöscheinrichtung auf, die derart angeordnet ist, dass der Schaltlichtbogen unabhängig von der Stromrichtung durch die Lichtbogenblaseinrichtung in die Lichtbogenlöscheinrichtung geblasen wird. Dadurch wird auf kostengünstige Weise eine zuverlässige Löschung des Schaltlichtbogens erreicht.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Lichtbogenblaseinrichtung eine erste seitliche Polplatte, eine zweite seitliche Polplatte und eine dazwischen angeordnete mittlere Polplatte auf, wobei der erste Magnetfeldbereich zwischen erster seitlicher Polplatte und mittlerer Polplatte besteht, und wobei der zweite Magnetfeldbereich zwischen zweiter seitlicher Polplatte und mittlerer Polplatte besteht. Bei dieser Ausführungsform kann das Blasfeld exakt und auf einfache Weise erzeugt werden. Ferner ermöglicht diese Ausführungsform eine besonders kompakte und konstruktiv günstige Lösung. Im ersten Magnetfeldbereich und im zweiten Magnetfeldbereich verlaufen die Magnetfeldlinien im Wesentlichen senkrecht zu den Polplatten. Die zuvor angesprochenen Kanäle verlaufen jeweils zwischen einer seitlichen Polplatte und der mittleren Polplatte. Die Polplatten bilden vorzugsweise die Seitenwände der Kanäle.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der ersten seitlichen Polplatte zumindest ein erster Blasmagnet, und der zweiten seitlichen Polplatte zumindest ein zweiter Blasmagnet zugeordnet, wobei erster Blasmagnet und zweiter Blasmagnet entgegengesetzt gepolt sind. Erster Blasmagnet und zweiter Blasmagnet sind vorzugsweise jeweils zwischen einer seitlichen Polplatte und der mittleren Polplatte angeordnet. Ferner vorzugsweise befindet sich der erste Blasmagnet in direktem Kontakt mit der ersten seitlichen Polplatte, der zweite Blasmagnet befindet sich vorzugsweise in direktem Kontakt mit der zweiten seitlichen Polplatte.
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In einer weiteren ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die mittlere Polplatte zumindest an einem der Kontaktstelle zugewandten ersten Ende kürzer als die beiden seitlichen Polplatten. Dadurch wird eine besonders vorteilhafte Auffächerung der Magnetfeldlinien im Übergangsbereich erreicht. Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die beiden seitlichen Polplatten seitlich neben die Kontaktstelle reichen, so dass sich die Kontaktstelle zwischen einem ersten Ende der ersten seitlichen Polplatte und einem ersten Ende der zweiten seitlichen Polplatte befindet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Schaltlichtbogen nach seiner Entstehung in Abhängigkeit der Stromrichtung zuverlässig entweder in den ersten Magnetfeldbereich oder in den zweiten Magnetfeldbereich geleitet wird. Weiter vorzugsweise ist die mittlere Polplatte an einem, ihrem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ebenfalls kürzer als die beiden seitlichen Polplatten. Dadurch wird der Schaltlichtbogen vor dem Eintritt in die Lichtbogenlöscheinrichtung wieder in die Mitte geführt, sozusagen in die Symmetrieebene der mittleren Polplatte. Dadurch kann die Lichtbogenlöscheinrichtung besonders kompakt ausgeführt werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Kontaktstelle einen Festkontakt und einen beweglichen Kontakt, wobei dem Festkontakt ein erstes Lichtbogenleitblech und ein zweites Lichtbogenleitblech zugeordnet sind, wobei sich das erste Lichtbogenleitblech und das zweite Lichtbogenleitblech jeweils zwischen Kontaktstelle und Lichtbogenlöscheinrichtung erstrecken und leitend mit dem Festkontakt verbunden sind, wobei dem beweglichen Kontakt ein drittes Lichtbogenleitblech und ein viertes Lichtbogenleitblech zugeordnet sind, wobei sich das dritte Lichtbogenleitblech und das vierte Lichtbogenleitblech ebenfalls jeweils zwischen Kontaktstelle und Lichtbogenlöscheinrichtung erstrecken, und wobei das dritte Lichtbogenleitblech und das vierte Lichtbogenleitblech jeweils von dem beweglichen Kontakt beabstandet sind, und wobei das erste Lichtbogenleitblech und das dritte Lichtbogenleitblech ein, dem ersten Magnetfeldbereich zugeordnetes erstes Paar von Lichtbogenleitblechen und das zweite Lichtbogenleitblech und das vierte Lichtbogenleitblech ein, dem zweiten Magnetfeldbereich zugeordnetes zweites Paar von Lichtbogenleitblechen bilden, und wobei die Lichtbogenleitbleche des ersten und zweiten Paars von der Kontaktstelle ausgehend jeweils derart auseinander laufen, dass der Schaltlichtbogen entweder zwischen erstem Lichtbogenleitblech und drittem Lichtbogenleitblech oder zwischen zweitem Lichtbogenleitblech und viertem Lichtbogenleitblech gestreckt wird, wenn der Schaltlichtbogen durch die Lichtbogenblaseinrichtung in die Lichtbogenlöscheinrichtung geblasen wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Löschung des Schaltlichtbogens durch dessen Streckung erheblich vereinfacht. Das dritte und das vierte Lichtbogenleitblech sind nicht mit dem beweglichen Kontakt verbunden. Sie können daher auf einfache Weise an einem feststehenden Bauteil des Schaltgeräts befestigt werden. Dadurch bleibt die Masse, die mit dem beweglichen Kontakt verbunden ist und dadurch beim Schließen bzw. Öffnen der Kontaktstelle beschleunigt werden muss, sehr gering. Der Antrieb des beweglichen Kontakts kann entsprechend klein dimensioniert werden. Damit der Schaltlichtbogen von dem beweglichen Kontakt auf das dritte bzw. vierte Lichtbogenleitblech überspringen kann, ist es von Vorteil, wenn zwischen dem dritten bzw. vierten Lichtbogenleitblech und dem beweglichen Kontakt lediglich ein geringer Spalt besteht. Das erste und das zweite Lichtbogenleitblech sind hingegen vorzugsweise fest mit dem Festkontakt verbunden und weiter vorzugsweise einteilig mit dem Festkontakt ausgeführt. Auf diese Weise müssen nur wenige Bauteile hergestellt und verbaut werden. Die Konstruktion des Schaltgeräts bleibt dadurch einfach und kostengünstig.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Schaltgerät eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle auf, wobei die beweglichen Kontakte der ersten und zweiten Kontaktstelle auf einer gemeinsamen Kontaktbrücke angeordnet sind, und wobei das dritte Lichtbogenleitblech und das vierte Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle mit dem dritten Lichtbogenleitblech und dem vierten Lichtbogenleitblech an der zweiten Kontaktstelle potentialverbunden sind. Bei dieser Ausführungsform wird auf einfache Weise sichergestellt, dass der Schaltlichtbogen auf die Lichtbogenleitbleche überspringt und zwischen den jeweils betroffenen Lichtbogenleitblechen auf dem Weg in die zugehörige Lichtbogenlöscheinrichtung geführt und dabei gestreckt wird.
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Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das dritte Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle über eine erste elektrisch leitende Verbindung mit dem dritten oder vierten Lichtbogenleitblech an der zweiten Kontaktstelle elektrisch leitend verbunden ist, wobei das vierte Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle über eine zweite elektrisch leitende Verbindung mit dem jeweils anderen dritten oder vierten Lichtbogenleitblech an der zweiten Kontaktstelle elektrisch leitend verbunden sind, wobei zwischen der ersten elektrisch leitenden Verbindung und der zweiten elektrisch leitenden Verbindung eine dritte elektrisch leitende Verbindung besteht, und wobei in der dritten elektrisch leitenden Verbindung vorzugsweise eine Diode vorgesehen ist, die nur eine Stromrichtung zulässt. Bei dieser Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Schaltgerät nicht nur für Gleichstrombetrieb sondern auch für Wechselstrombetrieb geeignet. Selbst wenn an dem Schaltgerät eine Wechselspannung anliegt, erfolgt eine zuverlässige Löschung des Schaltlichtbogens. Entsteht der Schaltlichtbogen an der ersten Kontaktstelle beispielsweise während einer positiven Halbwelle, so wird er bei entsprechender Polung in den ersten Magnetfeldbereich geleitet, wobei der Strom dabei unter anderem über den Schaltlichtbogen an der ersten Kontaktstelle, die Diode und den Schaltlichtbogen an der zweiten Kontaktstelle fließt. Nach Beendigung der positiven Halbwelle kann kein Strom mehr fließen, da die Diode einen Stromfluss in der Gegenrichtung verhindert. Es kommt zu einer Wiederverfestigung, der Schaltlichtbogen bricht zusammen. Die dritte elektrisch leitende Verbindung kann an beliebiger Stelle zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Verbindung ausgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, die dritte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem dritten und vierten Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle vorzusehen. Der konstruktive Aufwand ist besonders gering, wenn die dritten und vierten Lichtbogenleitbleche an der ersten und zweiten Kontaktstelle parallel miteinander verbunden werden. Dies bedeutet, das dritte Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle wird mit dem gegenüberliegenden dritten Lichtbogenleitblech an der zweiten Kontaktstelle elektrisch leitend verbunden, und das vierte Lichtbogenleitblech an der ersten Kontaktstelle wird mit dem gegenüberliegenden vierten Lichtbogenleitblech an der zweiten Kontaktstelle elektrisch leitend verbunden. Die dritten und vierten Lichtbogenleitbleche können, bei entsprechend geänderter Polung des magnetischen Blasfelds an einer der beiden Kontaktstellen, aber auch kreuzweise miteinander verbunden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Schaltgerät eine erste Kontaktstelle und eine benachbart angeordnete zweite Kontaktstelle auf, wobei die mittlere Polplatte an der ersten Kontaktstelle und die mittlere Polplatte an der zweiten Kontaktstelle magnetisch unterschiedlich gepolt sind. Dadurch werden die Blasfelder an den beiden Kontaktstellen optimiert. Die mittlere Polplatte an der ersten Kontaktstelle fluchtet dabei vorzugsweise mit der mittleren Polplatte der zweiten Kontaktstelle.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der oder die Blasmagneten ausschließlich Permanentmagneten. Dadurch ist das erfindungsgemäße Schaltgerät besonders einfach aufgebaut und günstig herstellbar. Die kompakte Bauweise kann weiter optimiert werden, wenn es sich bei den Permanentmagneten um Seltenerdmagneten handelt.
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Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Schaltgerät um ein Schaltschütz.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Lichtbogenblaseinrichtung für ein Schaltgerät bereit.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts bei geöffnetem Gehäuse,
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2: eine geschnittene Draufsicht auf das erfindungsgemäße Schaltgerät aus 1,
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3: das Schaltgerät aus den 1 und 2 in der Ansicht aus 1 kurz nach dem Öffnen der Kontaktstellen,
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4: die Darstellung aus 3 bei umgekehrter Stromrichtung.
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Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Zeichnung Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
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1 zeigt eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1. Bei dem Schaltgerät handelt es sich um ein einpoliges Schaltschütz. Aus Gründen der Anschaulichkeit sind das Gehäuse des Schaltgeräts sowie diverse andere Bauteile, die zum Teil in 2 dargestellt sind, nicht gezeigt. 2 zeigt eine geschnittene Draufsicht. Der Schnitt verläuft durch die Achsen der in 1 gezeigten Bauteile 2.1 und 2.2.
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Das Schaltschütz 1 weist zwei Festkontakte 7.1 und 7.2 auf, die jeweils mit einem zugehörigen Anschlusskontakt 8.1, 8.2 elektrisch verbunden sind. Die beiden Festkontakte 7.1 und 7.2 können mittels einer Kontaktbrücke 10 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Kontaktbrücke 10 wird durch den Anker eines elektromagnetischen Antriebs 19 betätigt und weist zwei bewegliche Kontakte 9.1, 9.2 auf. Beim Schießen der Kontakte kommt dabei der erste bewegliche Kontakt 9.1 mit dem ersten Festkontakt 7.1 zur Anlage. Der zweite bewegliche Kontakt 9.2 kontaktiert den zweiten Festkontakt 7.2. Wie bereits erwähnt, ist das Gehäuse des Schaltschützes 1 nicht dargestellt. In der Darstellung ist lediglich das Chassis 20 des Schaltgeräts dargestellt, an dem der elektromagnetische Antrieb befestigt ist.
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Beim Öffnen der Kontakte entsteht zwischen dem ersten Festkontakt 7.1 und dem ersten beweglichen Kontakt 9.1 und zwischen dem zweiten Festkontakt 7.2 und dem zweiten beweglichen Kontakt 9.2 jeweils ein Schaltlichtbogen.
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Um zu verhindern, dass das Schaltgerät aufgrund der Entstehung der Schaltlichtbögen Schaden nimmt, müssen diese aus dem Kontaktbereich herausgeführt und zum Erlöschen gebracht werden. Im Folgenden wird die Paarung aus erstem Festkontakt 7.1 und erstem beweglichen Kontakt 9.1 als erste Kontaktstelle bezeichnet. Die Paarung aus zweitem Kontakt 7.2 und zweitem beweglichen Kontakt 9.2 wird als zweite Kontaktstelle bezeichnet. Das Schaltgerät verfügt für jede der beiden Kontaktstellen über eine Lichtbogenblaseinrichtung, um den Schaltlichtbogen von der Kontaktstelle wegzublasen. Jeder der beiden Lichtbogenblaseinrichtungen ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 bzw. 5.2 zugeordnet. Die Lichtbogenlöscheinrichtungen sind in 2 schematisch dargestellt und können in wohlbekannter Weise mehrere Löschbleche oder keramische Löschelemente aufweisen.
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Der Aufbau der Lichtbogenblaseinrichtung wird zunächst für die erste Kontaktstelle, bestehend aus dem ersten Festkontakt 7.1 und dem ersten beweglichen Kontakt 9.1, erläutert. Das Blasfeld, das durch die Lichtbogenblaseinrichtung erzeugt wird, wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät ausschließlich permanentmagnetisch erzeugt. Es werden keine elektrisch betriebenen Blasspulen benötigt. Es kommen somit lediglich die beiden Permanentmagneten 2.1 und 2.2 zum Einsatz. Die beiden Permanentmagneten 2.1 und 2.2 sind jeweils zwischen der ersten Kontaktstelle und der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 angeordnet, die der ersten Kontaktstellen zugeordnet ist. Der erste Permanentmagnet 2.1 steht dabei in direktem Kontakt mit einer ersten seitlichen Polplatte 6.1, die an einer Seitenwand des nicht gezeigten Schaltergehäuses angeordnet ist. Der zweite Permanentmagnet 2.2 steht ebenfalls in direktem Kontakt mit einer zweiten seitlichen Polplatte 6.2, die an der gegenüberliegenden Gehäuseseite angeordnet und in 1 aus Gründen der besseren Anschaulichkeit nicht dargestellt ist. Zwischen den beiden seitlichen Polplatten 6.1 und 6.2 befindet sich eine mittlere Polplatte 6.3, die parallel zu den beiden seitlichen Polplatten 6.1, 6.2 verläuft und in 1 ebenfalls nicht dargestellt ist. Zwischen den beiden Permanentmagneten und der mittleren Polplatte 6.3 ist jeweils ein magnetischer Rückschluss angeordnet. Sowohl der Rückschluss als auch die Permanentmagneten sind zylindrisch ausgebildet. In 2 ist zu erkennen, dass beide Bauteile jeweils von einer Schutzhülse 21 umgeben sind.
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Die beiden Permanentmagneten 2.1 und 2.2 sind entgegengesetzt gepolt. Der Südpol befindet sich jeweils außen an der ersten Polplatte 6.1 bzw. an der zweiten Polplatte 6.2.
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Der gemeinsame Nordpol befindet sich an der mittleren Polplatte 6.3. Die entgegengesetzte Polung bewirkt, dass das Magnetfeld, das zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 (rechts) und der mittleren Polplatte 6.3 aufgebaut wird, genau entgegengesetzt zu dem Magnetfeld ausgerichtet ist, das zwischen der ersten Polplatte 6.1 (links) und der mittleren Polplatte 6.3 aufgebaut wird. Dieser Umstand ist auch anhand der Magnetfeldlinien 23 ersichtlich, die in 2 eingezeichnet sind.
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Die Polplatten definieren zwischen sich zwei Kanäle, die beide jeweils ausgehend von der ersten Kontaktstelle in der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 münden. Dabei besteht zwischen der ersten seitlichen Polplatte 6.1 und der mittleren Polplatte 6.3 ein erster Kanal 4.1. Zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 besteht ein zweiter Kanal 4.2. Die beiden Kanäle sind jeweils quer zu ihrer Längserstreckung von einem der beiden entgegengesetzt gepolten Magnetfelder durchsetzt. Wie aus deutlich wird, reichen die beiden seitlichen Polplatten 6.1, 6.2 seitlich neben die Kontaktstelle, wobei die mittlere Polplatte 6.3 etwas kürzer ist und vor der Kontaktstelle endet. Dadurch ergibt sich an der Kontaktstelle ein Übergangsbereich des magnetischen Blasfeldes. Etwa in der Mitte des feststehenden Kontakts 7.1 bzw. des beweglichen Kontakts 9.1 verlaufen die Magnetfeldlinien senkrecht zu den Magnetfeldlinien der beiden Magnetfelder in den Kanälen 4.1 und 4.2. Im Übergangsbereich sind die Magnetfeldlinien quasi über einen Winkel von 180° aufgefächert. Die Richtung des Magnetfelds im Kanal 4.1 wird dadurch im Übergangsbereich umgekehrt, bis sie schließlich der Richtung des Magnetfelds im Kanal 4.2 entspricht.
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Ist nun der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Pluspol einer Spannungsquelle verbunden, so entsteht beim Öffnen der Kontakte an der ersten Kontaktstelle ein Schaltlichtbogen 3.1, der durch das magnetische Blasfeld in 2 zunächst nach rechts ausgelenkt wird und anschließend in den Kanal 4.2 zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 eintritt. Die Bewegungsrichtung des Schaltlichtbogens 3.1 ist für diesen Fall mit dem Pfeil 24 verdeutlicht. Ist der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Minuspol der Spannungswelle verbunden, so wird der Schaltlichtbogen zunächst in entgegengesetzter Richtung nach links ausgelenkt. Er tritt anschießend entlang des durch den Pfeil 25 verdeutlichten Pfads in den linken Kanal 4.1 zwischen der ersten seitlichen Polplatte 6.1 und der mittleren Polplatte 6.3 ein. In beiden Fällen wird der Schaltlichtbogen anschießend durch das magnetische Blasfeld in die Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 getrieben. Die mittlere Polplatte 6.3 ist auch an dem gegenüberliegenden Ende, welches der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 zugewandt ist, etwas kürzer als die beiden seitlichen Polplatten 6.1, 6.2. Dadurch weist das magnetische Blasfeld auch kurz vor der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 einen Übergangsbereich auf, der den Schaltlichtbogen in die Mitte der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 leitet. Dadurch kann die Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 kompakt gehalten werden.
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An der zweiten Kontaktstelle, die durch den zweiten Festkontakt 7.2 und den zweiten beweglichen Kontakt 9.2 gebildet wird, ist ebenfalls eine Lichtbogenblaseinrichtung vorgesehen, die im Wesentlichen identisch zu der Lichtbogenblaseinrichtung an der ersten Kontaktstelle aufgebaut ist. Der einzige wesentliche Unterschied ist, dass die beiden Permanentmagnete 2.1, 2.2 umgekehrt ausgerichtet sind. An der zweiten Kontaktstelle markiert somit die mittlere Polplatte 6.3 den Südpol. Die beiden seitlichen Polplatten 6.1 und 6.2 bilden jeweils den Nordpol des Magnetfelds. Wenn der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Pluspol, und der zweite Anschlusskontakt 8.2 mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden sind, wird der an der zweiten Kontaktstelle entstehende Schaltlichtbogen 3.2 somit zunächst nach links ausgelenkt und tritt anschließend in den Kanal zwischen der linken seitlichen Polplatte 6.1 und der mittleren Polplatte 6.3 ein. Bei umgekehrter Spannung wird der Schaltlichtbogen 3.2 an der zweiten Kontaktstelle nach rechts ausgelenkt und tritt daher in den Kanal zwischen der rechten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 ein.
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In 1 ist zu erkennen, dass mehrere sogenannte Lichtbogenleitbleche vorgesehen sind, um den Schaltlichtbogen zum einen zu führen und zum anderen auf dem Weg in die Lichtbogenlöscheinrichtungen zu strecken. Die Anordnung der Lichtbogenleitbleche wird im Folgenden zunächst wieder für die erste Kontaktstelle erläutert. Der erste Festkontakt 7.1 verfügt über ein erstes Lichtbogenleitblech 11.1 und ein zweites Lichtbogenleitblech 12.1. Dem gegenüberliegenden ersten beweglichen Kontakt 9.1 sind ebenfalls zwei Lichtbogenleitbleche zugeordnet, nämlich ein drittes Lichtbogenleitblech 13.1 und ein viertes Lichtbogenleitblech 14.1. Das dritte Lichtbogenleitblech 13.1 und das vierte Lichtbogenleitblech 14.1 sind nicht mit dem beweglichen Kontakt 9.1 bzw. mit der Kontaktbrücke 10 verbunden, sondern fest in dem Schaltgerät installiert. Zwischen dem dritten Lichtbogenleitblech 13.1 und der Kontaktbrücke 10 bzw. zwischen dem vierten Lichtbogenleitblech 14.1 und der Kontaktbrücke 10 besteht daher der in 2 angedeutete Spalt 22. Das erste Lichtbogenleitblech 11.1 bildet zusammen mit dem dritten Lichtbogenleitblech 13.1 ein Lichtbogenleitblechpaar, welches dem ersten Kanal 4.1 zwischen dem ersten seitlichen Polblech 6.1 und dem mittleren Polblech 6.3 zugeordnet ist. Das zweite Lichtbogenleitblech 12.1 bildet zusammen mit dem vierten Lichtbogenleitblech 14.1 ebenfalls ein Lichtbogenleitblechpaar, welches dem zweiten Kanal 4.2 zwischen dem zweiten seitlichen Polblech 6.2 und dem mittleren Polblech 6.3 zugeordnet ist. Die beiden Lichtbogenleitbleche eines Lichtbogenleitblechpaars laufen von der Kontaktstelle ausgehend auseinander, um den Schaltlichtbogen auf dem Weg in die Lichtbogenlöscheinrichtung zu strecken.
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An der zweiten Kontaktstelle sind ebenfalls entsprechende Lichtbogenleitbleche vorgesehen, wobei das dritte und vierte Lichtbogenleitblech 13.1, 14.1 an der ersten Kontaktstelle jeweils mit dem entsprechenden dritten und vierten Lichtbogenleitblech 13.2, 14.2 an der zweiten Kontaktstelle potenzialverbunden sind. Das bedeutet, das dritte Lichtbogenleitblech 13.1 an der ersten Kontaktstelle ist über eine elektrische Verbindung 15 mit dem dritten Lichtbogenleitblech 13.2 an der zweiten Kontaktstelle leitend verbunden. Ebenso ist das vierte Lichtbogenleitblech 14.1 an der ersten Kontaktstelle über eine elektrische Verbindung 16 mit dem vierten Lichtbogenleitblech 14.2 an der zweiten Kontaktstelle elektrisch verbunden. Zusätzlich besteht zwischen dem dritten Lichtbogenleitblech 13.1 und dem vierten Lichtbogenleitblech 14.1 an der ersten Kontaktstelle eine elektrische Verbindung 17, in der eine Diode 18 vorgesehen ist, die nur eine Stromrichtung zulässt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Diode nur erforderlich ist, falls das Schaltschütz bei AC-Anwendungen eingesetzt wird. Der zweite Festkontakt 7.2 ist mit den beiden Lichtbogenleitblechen 11.2 und 12.2 verbunden. Das Lichtbogenleitblech 11.2 bildet dabei an der zweiten Kontaktstelle das erste Lichtbogenleitblech. Das Lichtbogenleitblech 12.2 bildet das zweite Lichtbogenleitblech.
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Im Folgenden wird die Funktion der Lichtbogenleitbleche und der entsprechenden elektrischen Verbindungsleitungen näher erläutert. Wenn der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Pluspol und der zweite Anschlusskontakt 8.2 mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden sind, so tritt der Schaltlichtbogen 3.1, der an der ersten Kontaktstelle entsteht, in den zweiten Kanal 4.2 zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 ein. Zum Zeitpunkt der Entstehung des Schaltlichtbogens 3.1 besteht dieser zwischen dem ersten Festkontakt 7.1 und dem ersten beweglichen Kontakt 9.1, welcher auf der Kontaktbrücke 10 angeordnet ist. Um in den Kanal 4.2 eintreten zu können, muss der Schaltlichtbogen von der Kontaktbrücke 10 auf das vierte Lichtbogenleitblech 14.1 überspringen. Der Strom fließt dabei vom ersten Festkontakt 7.1 über das zweite Lichtbogenleitblech 12.1, den ersten Schaltlichtbogen 3.1, das vierte Lichtbogenleitblech 14.1, die elektrische Verbindungsleitung 17, das dritte Lichtbogenleitblech 13.1, die elektrische Verbindungsleitung 15, das dritte Lichtbogenleitblech 13.2 an der zweiten Kontaktstelle, den zweiten Schaltlichtbogen 3.2 und das erste Lichtbogenleitblech 11.2 an der zweiten Kontaktstelle zum zweiten Festkontakt 7.2. Dieser Fall ist in 3 dargestellt.
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Bei entgegengesetzt angelegter Spannung stellt sich der in 4 gezeigte Fall ein. Der Strom fließt dabei vom zweiten Festkontakt 7.2 über das zweite Lichtbogenleitblech 12.2 an der zweiten Kontaktstelle, den zweiten Schaltlichtbogen 3.2, das vierte Lichtbogenleitblech 14.2, die elektrische Verbindungsleitung 16, das vierte Lichtbogenleitblech 14.1, die elektrische Verbindungsleitung 17, das dritte Lichtbogenleitblech 13.1, den ersten Schaltlichtbogen 3.1 und das erste Lichtbogenleiblech 11.1 an der ersten Kontaktstelle zum ersten Festkontakt 7.1. In beiden Fällen werden der erste Schaltlichtbogen 3.1 und der zweite Schaltlichtbogen 3.2 durch die Lichtbogenleitbleche entsprechend gestreckt und schlussendlich in der zugehörigen Lichtbogenlöscheinrichtung zum Erlöschen gebracht.
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Durch den Einsatz der Diode 18 in der elektrischen Verbindungsleitung 17 zwischen dem dritten Lichtbogenleitblech 13.1 und dem vierten Lichtbogenleitblech 14.1 an der ersten Kontaktstelle ist das erfindungsgemäße Schaltgerät auch für einen Wechselstrombetrieb geeignet. Entstehen die Schaltlichtbögen 3.1 und 3.2 während der positiven Halbwelle, so stellt sich zunächst der in 3 gezeigte Zustand ein. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beträgt die Dauer der positiven Halbwelle 10 Millisekunden. Es verbleibt dadurch genügend Zeit, so dass der Schaltlichtbogen von der Kontaktbrücke auf das entsprechende Lichtbogenleitblech überspringen kann. Der Übergang zur negativen Halbwelle wird durch den Einsatz der Diode 18 schlichtweg verhindert. Die Stromrichtung kann sich nicht mehr umkehren. Es kommt zu einer Wiederverfestigung, wodurch der Schaltlichtbogen in der negativen Halbwelle nicht wiederzünden kann. Gleiches gilt für den Fall, dass der Schaltlichtbogen während der negativen Halbwelle entsteht. In diesem Fall stellt sich zunächst die in 4 gezeigte Situation ein. Auch hierbei kommt es wiederum zu einer Wiederverfestigung und zu einer Verhinderung einer Wiederzündung des Lichtbogens.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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