DE10222668A1 - Schaltgerät - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Schaltgerät mit einem Strom-Unterbrecherabschnitt, umfassend ein Gehäuse, welches Lichtbogenlöscheinrichtungen, einen speiseseitigen festen Kontaktschuh und einen lastseitigen festen Kontaktschuh, die einander in dem Gehäuse diagonal gegenüberliegen, sowie einen überbrückenden beweglichen Kontaktschuh enthält, der drehbar zwischen den festen Kontaktschuhen getragen wird, wobei der bewegliche Kontaktschuh durch eine elektromagnetische Kraft geöffnet wird, die auftritt, wenn ein Überstrom fließt. Die Kontaktschuhleiter des speiseseitigen und des lastseitigen festen Kontaktschuhs sind im wesentlichen gerade und parallel sowie einander unter Zwischenlage des beweglichen Kontaktschuhs einander gegenüberliegend so angeordnet, daß die festen Kontaktschuhe und der bewegliche Kontaktschuh in dessen Einschaltposition einen Z-förmigen Strompfad bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät, genauer gesagt auf den Aufbau eines Unterbrecher­ abschnitts des Schaltgeräts mit einem Drehbrückenkontakt als beweglichem Kontaktschuh.

Fig. 7 zeigt schematisch den Aufbau eines solchen Schaltgeräts, etwa eines kunststoff-gekapselten Leitungsschutzschalters. In der Figur ist mit 1 ein Hauptgehäuse des Schaltgeräts bezeichnet, mit 2 ein Handgriff zum Öffnen und Schließen des Schaltgeräts, mit 3 ein Kniehebelgelenk-Schaltschloß, mit 4 eine Überstromauslöseeinrichtung und mit 5 ein Strom-Unterbrecherabschnitt, der als Einheit ausgebildet ist und feste Kontaktschuhe, einen beweglichen Kontaktschuh sowie eine Lichtbogen­ löscheinrichtung enthält und mit dem Schaltschloß gekoppelt ist. Die Abläufe zum Öffnen und Schließen solch eines Schaltgeräts sind bekannt. Wenn dies mittels des Handgriffs erfolgt, wird der bewegliche Kontaktschuh des Unterbrecherabschnitts 5 über das Schaltschloß 3 geöffnet oder geschlossen. Wenn im geschlossenen Zustand ein Überstrom im Hauptstromkreis auftritt, der die Überstromauslöseeinrichtung 4 aktiviert, wird das Schaltschloß 3 ausgelöst, um den beweglichen Kontaktschuh des Unterbrecherabschnitts 5 zu öffnen und dadurch den Stromfluß im Hauptstrom­ kreis zu unterbrechen.

Der Unterbrecherabschnitt 5 kann einzel- oder doppel-unterbrechend sein. Doppel-unterbrechende Unterbrecherabschnitte sind in den Druckschriften JP-6-028964A und JP-6-52777A offenbart. Bei ihnen ist der bewegliche Kontaktschuh in Form eines Drehbrückenkontakts ausgebildet ist. Der Aufbau dieses Unterbrecherabschnitts für eine Phase ist in Fig. 8 gezeigt. Darin bezeichnet 6 ein isoliertes bzw. isolierendes Gehäuse des Unterbrecherabschnitts 5, 7A und 7B speiseseitige und lastseitige feste Kontaktschuhe, die in dem Gehäuse 6 enthalten sind und einander diagonal gegenüberliegen, 7a einen an den festen Kontaktschuhen jeweils befestigten Kontakt, 8 einen beweglichen Kontaktschuh zur Überbrückung der festen Kontaktschuhe 7A, 7B, 9 einen Kontakt­ schuhhalter in der Form ähnlich einer drehbaren Trommel, der den beweglichen Kontaktschuh 8 hält, und 10 Lichtbogenlöscheinrichtungen (Gitter). Der bewegliche Kontaktschuh 8 ist lose in einen diametral liegenden Durchgangsschlitz 9a in der Mitte des Kontaktschuhhalters 9 eingesetzt und wird mittels als Zugfedern ausgebildeten Andruckfedern 11 in dem Kontaktschuhhalter 9 gehalten. Ein Ende des speiseseitigen festen Kontaktschuhs 7A ist aus dem isolierten Gehäuse 6 herausge­ führt und bildet eine speiseseitige Anschlußklemme. Ein Anschlußklemmenabschnitt des lastseitigen festen Kontaktschuhs 7B ist an der Oberseite des isolierten Gehäuses 6 mit einem Hauptstrom­ kreisleiter der Überstromauslöseeinrichtung 4 verbunden, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Der spitzen- oder endseitige Abschnitt der festen Kontaktschuhe 7A und 7B ist so umgebogen, daß er im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Wenn ein Überstrom, etwa ein Kurzschlußstrom, durch den Hauptstromkreis fließt, bewirkt die elektromagnetische Reaktionskraft zwischen dem endseitigen Abschnitt jedes der festen Kontaktschuhe 7A, 7B und dem beweglichen Kontaktschuh 8 eine Antriebskraft für den beweglichen Kontaktschuh 8 in Öffnungsrichtung, bevor die Überstromauslöse­ einrichtung 4 (siehe Fig. 7) anspricht. Ferner ist jeweils ein magnetisches Joch 14 am umgebogenen Abschnitt der festen Kontaktschuhe 7A, 7B vorgesehen, um das magnetische Feld zu intensivieren, das auf einen Lichtbogen einwirkt, der zwischen den Kontakten eines jeweiligen festen Kontakt­ schuhs und dem beweglichen Kontaktschuh bei Stromunterbrechung entsteht, um dadurch die elektromagnetische Triebkraft für die Lichtbogenlöscheinrichtung 10 zu erhöhen.

Der Stromunterbrecherabschnitt 5 sollte so kompakt wie möglich sein, damit die Größe des Schaltgeräts insgesamt möglichst klein sein kann.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten herkömmlichen Aufbau des Unterbrecherabschnitts ist jedoch da innen liegende Ende beider fester Kontaktschuhe 7A und 7B U-förmig umgebogen, damit eine elektromag­ netische elastische Kraft zum Öffnen des beweglichen Kontaktschuhs erzeugt wird, wenn Überstrom durch den Stromkreis fließt. Als Folge davon ist die Höhe H des Gehäuses 6, die die festen Kontaktschuhe 7A und 7B enthält, entsprechend erhöht, was die Größe des Unterbrecherabschnitts 5 insgesamt erhöht.

Wie in Fig. 9 gezeigt, offenbart JP-A-1-166429 ein Schaltgerät in Form eines kunststoff-gekapselten Leitungsschutzschalters, bei dem die festen Kontaktschuhe 7A und 7B im isolierten Gehäuse 6 des Unterbrecherabschnitts 5 enthalten und einander diagonal gegenüberliegend angeordnet sind, wobei sich diese festen Kontaktschuhe geraden Kontaktschuhleiter umfassen und der zur Überbrückung dienende dreh-bewegliche Kontaktschuh 8 zwischen festen Kontakten 7a an den Spitzen der festen Kontaktschuhe 7A und 7B positioniert ist. Bei diesem Montageaufbau sind die Kontaktschuhleiter der festen Kontaktschuhe 7A und 7B, die in dem isolierten Gehäuse 6 enthalten sind, geradlinig, was eine geringere Höhe H des Unterbrecherabschnitts 5 im Vergleich mit dem Aufbau gemäß Fig. 8 ermöglicht. Allerdings ist die Stromflußrichtung durch die festen Kontaktschuhe 7A und 7B die gleiche wie die durch den beweglichen Kontaktschuh 8, so daß keine große elektromagnetische Abstoßkraft zwischen den festen Kontaktschuhen 7A und 7B einerseits und dem beweglichen Kontaktschuh 8 andererseits erzeugt wird, wie sie erforderlich wäre, um den beweglichen Kontakt­ schuh zu einer Öffnungsbewegung anzutreiben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Schaltgerät, insbesondere einen kunststoff-gekapselten Leitungsschutzschalter, zu schaffen, bei dem der speiseseitige und der lastseitige Kontaktschuh aus eine relativ geringe Höhe des Unterbrecherabschnitts erlaubenden geraden Kontaktschuhleitern bestehen, und die festen sowie der bewegliche Kontaktschuh so angeordnet sind, daß eine große elektromagnetische elastische Kraft erzeugt wird, die zum Antreiben und Öffnen des beweglichen Kontaktschuhs erforderlich ist, wenn ein Überstrom durch den Stromkreis fließt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dieser Lösung umfassen die festen Kontaktschuhe gerade Kontaktschuhleiter, so daß die Höhe des Unterbrecherabschnitts verglichen mit derjenigen verringert werden kann, die beim Stand der Technik aufgrund U-förmiger fester Kontaktschuhe erforderlich ist. Wenn Strom durch das Schaltge­ rät fließt, ist die Stromflußrichtung in den beiden festen Kontaktschuhen im wesentlichen entgegen­ gesetzt zu derjenigen im beweglichen Kontaktschuh, der die festen Kontaktschuhe überbrückt. Wenn daher ein Überstrom durch den Stromkreis fließt, treten große elektromagnetische elastische Kräfte in Form eines Kräftepaares zwischen der Spitze des einen festen Kontaktschuhs und dem bewegli­ chen Kontaktschuh einerseits sowie zwischen der Spitze des anderen festen Kontaktschuhs und dem beweglichen Kontaktschuh andererseits auf. Diese elektromagnetischen Kräfte können als Antriebsmoment zum Antreiben und Öffnen des beweglichen Kontaktschuhs eingesetzt werden.

Durch die Weiterbildungen der Unteransprüche kann der Öffnungsvorgang des beweglichen Kontaktschuhs und damit die Leistungsfähigkeit der Stromunterbrechung noch verbessert werden.

Bei der Weiterbildung des Anspruchs 2 wird das magnetische Feld verstärkt, das auf den Lichtbogen einwirkt, der zwischen einem festen und dem beweglichen Kontaktschuh beim Stromunterbrechen erzeugt wird, um die elektromagnetische Kraft auf den Lichtbogen zu erhöhen, die den Lichtbogen zur Lichtbogenlöscheinrichtung treibt.

Bei der Weiterbildung des Anspruchs 3 wirken die zwischen den festen Kontaktschuhen und dem beweglichen Kontaktschuh erzeugten elektromagnetischen Kräfte besonders wirkungsvoll als Antriebsmoment zum Drehen des beweglichen Kontaktschuhs um dessen Drehmittelpunkt.

Durch die Weiterbildung des Anspruchs 4 erfolgt eine Konzentration des Stroms zur Verstärkung des in der Umgebung der Spitze eines jeweiligen festen Kontaktschuhs erzeugten Magnetfelds, wodurch die elektromagnetische Kraft erhöht wird, die auf den beweglichen Kontaktschuh einwirkt. Dabei nimmt der Leiterabschnitt des festen Kontaktschuhs, der weiter als dessen Spitze ist, Wärme, die im Kontaktabschnitt als Folge der Stromunterbrechung erzeugt wird, auf und strahlt sie ab, wodurch verhindert wird, daß die Temperatur der Anschlußklemme des festen Kontaktschuhs an dessen hinterem Ende auf bzw. über einen zulässigen Wert steigt.

Die Weiterbildung des Anspruchs 5 verhindert die Ausbildung eines magnetischen Feldes im Drehweg des beweglichen Kontaktschuhs, das in einer Richtung wirkt, in der es eine Öffnung des beweglichen Kontaktschuhs be- oder verhindert.

Gemäß der Weiterbildung des Anspruchs 6 verteilt sich das Magnetfeld, welches im Umfangsbereich jedes Leiters erzeugt wird und eine der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktschuhs entgegengerichtete Wirkung besitzt.

Gemäß der Weiterbildung des Anspruchs 7 wird heißes Gas, das in dem Gehäuse des Unterbre­ cherabschnitts durch den Lichtbogen erzeugt wird, wenn ein großer Strom unterbrochen wird, darin gehindert, direkt gegen den aus dem isolierten Gehäuse herausgeführten Leiter der beiden festen Kontaktschuhe und die Umgebung der Leiter geblasen zu werden, was Funkenüberschläge zwi­ schen benachbarten Polen verhindert.

Gemäß der Weiterbildung des Anspruchs 8 wird verhindert, daß ein Magnetfeld, daß im Umfangsbe­ reich eine Anschlußklemme als Folge des den Kontaktschuhleiter durchfließenden Stroms erzeugt wird, die Streckung eines zwischen einem festen Kontaktschuh und dem beweglichen Kontaktschuh bei der Stromunterbrechung erzeugten Lichtbogens unterbindet, wodurch das Unterbrechervermö­ gen verbessert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Unterbrecherabschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 1(a) eine Seitenansicht des internen Mechanismus des Unterbrecherabschnitts ist, Fig. 1(b) eine Draufsicht auf einen festen Kontaktschuh ist und Fig. 1(c) eine Schnitt­ ansicht längs der Linie X-X in Fig. 1(a) ist,

Fig. 2 einen Unterbrecherabschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 2(a) eine Seitenansicht des internen Mechanismus des Unterbrecherabschnitts ist, Fig. 2(b) eine Draufsicht auf einen festen Kontaktschuh ist und Fig. 2(c) eine Schnitt­ ansicht längs der Linie X-X in Fig. 2(a) ist,

Fig. 3 Darstellungen zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Fig. 3(a) eine Draufsicht auf einen festen Kontaktschuh ist und Fig. 3(b) die Verteilung der Magnetfelder zeigt;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Unterbrecherabschnitts gemäß einem vierten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Unterbrecherabschnitts gemäß einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Unterbrecherabschnitts gemäß einem fünften Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Schaltgeräts,

Fig. 8 eine Schnittansicht des Aufbaus des Unterbrecherabschnitts eines herkömmlichen Schaltgeräts gemäß Fig. 7, und

Fig. 9 eine Schnittansicht des Aufbaus eines anderen herkömmlichen Unterbrecherabschnitts.

In den Fig. 1 bis 6, anhand derer Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend erläutert werden, sind gleiche Elemente wie in den Fig. 8 und 9 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben.

1. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1(a) bis 1(c) zeigen ein Ausführungsbeispiel, welches den Ansprüchen 1 bis 4 ent­ spricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen der speiseseitige und der lastseitige feste Kontaktschuh 7A und 7B, die in dem isolierten Gehäuse 6 des Strom-Unterbrecherabschnitts 5 enthalten sind, je einen geraden Kontaktschuhleiter, an dessen einem Ende, innerhalb des Gehäu­ ses 6, ein Kontaktabschnitt und an dessen anderem Ende, außerhalb des Gehäuses, ein Anschluß­ klemmenabschnitt ausgebildet ist. Die Kontaktschuhleiter sind parallel zueinander auf beiden Seiten des dreh-beglichen Kontaktschuhs 8 angeordnet. Der Kontaktschuhs 8 ist in dem drehtrommelförmi­ gen Kontaktschuhhalter 9 gehalten ist. Der speiseseitige feste Kontaktschuh 7A, der an der Unterseite des isolierten Gehäuses 6 links aus diesem herausgeführt ist, hat rechts einen End- oder Kontaktabschnitt 7c, der mit einem festen Kontakt 7a versehen ist und über den Drehmittelpunkt O des beweglichen Kontaktschuhs 8 nach rechts bis in die Nähe der Lichtbogenlöscheinrichtung 10 hinausreicht, die rechts im Gehäuse 6 angeordnet ist. Auf der anderen Seite besitzt der lastseitige feste Kontaktschuh 7B, der an der Oberseite des Gehäuses 7 rechts aus diesem herausgeführt ist, links den Kontaktabschnitt 7c, der über den Drehmittelpunkt O des beweglichen Kontaktschuhs 8 bis in die Nähe der Lichtbogenlöscheinrichtung 10 hinausreicht, welche links im Gehäuse 6 angeordnet ist. Die festen Kontaktschuhe 7A und 7B sowie der bewegliche Kontaktschuh 8 bilden auf diese Weise einen Z-förmigen Stromweg, wie aus Fig. 1 deutlich erkennbar. Man beachte, daß die Angaben "oben", "unten", "links", "rechts" und dergleichen sich auf die jeweilige Darstellung in den beiliegenden Zeichnungen beziehen.

Der Kontaktabschnitt 7c der Kontaktschuhe 7A und 7B, der jeweils mit dem Kontakt 7a versehen ist, ist (gegenüber dem anschließenden Teil des jeweiligen Kontaktschuhleiters) um einen Neigungswin­ kel A vom beweglichen Kontaktschuh 8 weg geneigt, und mit einer Breite d versehen, die kleiner ist als die Breite D des übrigen Teiles des jeweiligen Kontaktschuhleiters. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß mit der Bezugszahl 7d ein Lichtbogenleiter (Lichtbogenhorn) bezeichnet ist, welcher sich von der Position des festen Kontakts 7a aus weiter in Richtung zur entsprechenden Lichtbogenlöscheinrichtung 10 erstreckt. Fig. 1(b) ist eine Draufsicht auf den speiseseitigen festen Kontaktschuh 7A, gilt aber in entsprechender Weise auch für den lastseitigen festen Kontaktschuh 7B.

U-förmige Magnetjoche 12 sind so in dem Gehäuse 6 angeordnet, daß sie die Rückseite des rechts gelegenen bzw. des links gelegenen Kontaktabschnitts 7c der festen Kontaktschuhe 7A und 7B umgeben, um dadurch das Magnetfeld zu verstärken, das auf den Lichtbogen einwirkt, welches zwischen den Kontakten des jeweiligen festen und des beweglichen Kontaktschuhs bei der Stromunterbrechung erzeugt wird, um so die Kraft zu erhöhen, die den Lichtbogen zur entsprechen­ den Lichtbogenlöscheinrichtung 10 hin verlängert. Das Magnetjoch 12 ist eine Schichtanordnung aus dünnen Stahlplatten, damit Wirbelstromverluste verringert werden.

Bei der beschriebenen Ausgestaltung sind die Kontaktschuhleiter der beiden festen Kontaktschuhe 7A und 7B, die sich innerhalb des isolierten Gehäuses 6 erstrecken, gerade, was es erlaubt, die Höhe H des Unterbrecherabschnitts 5 verglichen mit dem Stand der Technik gemäß Fig. 8, bei dem die innenliegenden Enden der beiden festen Kontaktschuhe 7A und 7B U-förmig gebogen sind, zu verringern. Außerdem fließt der Strom durch den Unterbrecherabschnitt 5 längs einem Z-förmigen Strompfad, der von den festen Kontaktschuhen 7A und 7B und dem beweglichen Kontaktschuh 8 gebildet wird, wie durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet. In diesem Strompfad kehrt sich die Stromrich­ tung zwischen dem Kontaktabschnitt 7c eines jeweiligen der festen Kontaktschuhe 7A und 7B und dem entsprechenden Ende des beweglichen Kontaktschuhs 8 um, so daß der Strom die Entstehung einer elektromagnetischen Kraft F zwischen den festen Kontaktschuhen 7A und 7B und beweglichen Kontaktschuh 8 auf der Basis eines Prinzips hervorruft, das ähnlich dem der U-förmigen festen Kontaktschuhe nach Fig. 8 ist. Der bewegliche Kontaktschuh 8 wird von einer Andruckfeder, die in den Kontaktschuhhalter 9 eingebaut ist, vorgespannt, wie dies auch bei den Anordnungen der Fig. 8 und 9 der Fall ist. Bei Nennstrom und einem kleineren Überstrom wird keine besonders große elektromagnetische Kraft erzeugt, so daß in diesen Fällen verhindert wird, daß der bewegliche Kontaktschuh 8 geöffnet wird. Wenn aber ein starker Überstrom fließt, wie etwa ein Kurzschlußstrom (das 10- bis 20-fache des Nennstroms), wird die elektromagnetische Kraft F größer als die Feder­ kraft der Andruckfeder, so daß ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn um den Drehmittelpunkt ○ auf den beweglichen Kontaktschuh 8 einwirkt und ihn öffnet. Das Magnetfeld, das im Bereich um den beweglichen Kontaktschuh 8 als Folge des Stroms durch die festen Kontaktschuhe und den beweglichen Kontaktschuh entsteht, wird verstärkt, um die elektromagnetische Kraft zu erhöhen, die den Lichtbogen des unterbrochenen Storms zwischen einem jeweiligen festen und dem beweglichen Kontaktschuh beim Öffnen des beweglichen Kontaktschuhs 8 zur entsprechenden Lichtbogenlösch­ einrichtung 10 streckt, wo er gelöscht wird.

Unter der Voraussetzung, daß der Kontaktabschnitt 7c jedes der beiden festen Kontaktschuhe 7A und 7B in zuvor beschriebener Weise vom beweglichen Kontaktschuh 8 weg geneigt ist, können die elektromagnetischen Kräfte weiterhin wirksam als Öffnungsdrehmoment auf den beweglichen Kontaktschuh 8 einwirken. Wenn der Kontaktabschnitt 7c der festen Kontaktschuhe 7A und 7B eine kleinere Breite d als der Rest des jeweiligen Kontaktschuhleiters aufweist, tritt im Endabschnitt eine höhere Stromdichte auf, so daß das um diesen Endabschnitt herum erzeugte Magnetfeld, welches auf den beweglichen Kontaktschuh 8 einwirkt, verstärkt wird und sich eine große elektromagnetische Kraft einstellt, die auf den beweglichen Kontaktschuh 8 einwirkt.

2. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 2(a) bis 2(c) zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 5. Zusätzlich zum Aufbau gemäß Fig. 1 ist hier ein jeweiliges magnetisches Abschirmteil 13 an der Innenseite der beiden festen Kontaktschuhe 7A und 7B angeordnet, so daß der Bereich zwischen dem Abschirmteil 13 und dem beweglichen Kontaktschuh 8 magnetisch geschirmt ist. Das Ab­ schirmteil 13 für den speiseseitigen Kontaktschuh 7A liegt in einem Bereich gegenüber dem Kontaktabschnitt 7c des lastseitigen Kontaktschuhs 7B. In entsprechender Weise liegt das Ab­ schirmteil 13 für den lastseitigen Kontaktschuh 7B in einem Bereich gegenüber dem Kontaktab­ schnitt 7c des speiseseitigen Kontaktschuhs 7A. Fig. 2(b) ist eine Draufsicht auf den speiseseitigen Kontaktschuh 7A, gilt aber entsprechend genauso für den lastseitigen Kontaktschuh 7B.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, ist der bewegliche Kontaktschuh 8, wenn er gemäß Fig. 2(a) geöffnet ist, selbst wenn die an seinen entgegengesetzten Enden ausgebildeten Kontaktabschnitte nahe einem Zwischenabschnitt des Kontaktschuleiters eines jeweiligen der festen Kontaktschuhe 7A und 7B liegen, keiner magnetischen Wirkung ausgesetzt, die das Öffnen behindern würde. Ohne die magnetischen Abschirmteile 13 bewirkt der Stromfluß (solange er durch die Lichtbögen aufrechter­ halten wird) eine jeweilige elektromagnetische Kraft f zwischen dem rechten Ende des beweglichen Kontaktschuhs 8 und dem festen Kontaktschuh 7B bzw. dem linken Ende des beweglichen Kontakt­ schuhs 8 und dem festen Kontaktschuh 7A. Diese Kräfte f behindern die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktschuhs 8. Außerdem behindert der magnetische Effekt, daß die zwischen den festen Kontaktschuhen und dem beweglichen Kontaktschuh entstehenden Lichtbögen zur jeweiligen Lichtbogenlöscheinrichtung 10 getrieben werden.

Durch Anordnen der Abschirmteile 13 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wird in Folge des magnetischen Abschirmeffekts die Erzeugung der elektromagnetischen Kräfte f reduziert, die die Öffnung des beweglichen Kontaktschuhs 8 behindern, sowie der elektromagnetischen Kräfte, die die Dehnung der Lichtbögen behindern. Dies verhindert, daß die Öffnungsgeschwindigkeit des bewegli­ chen Kontaktschuhs 8 beim Öffnungsvorgang verringert wird. Vielmehr wird der bewegliche Kontaktschuh 8, der in oben beschriebener Weise bei Überstrom auftretenden elektromagnetischen Kraft ausgesetzt, um sich, ohne behindert oder angehalten zu werden, zu öffnen, was das Unterbre­ chungsvermögen des Schaltgeräts verbessert.

3. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 3(a) und 3(b) zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in den beiden festen Kontaktschuhen 7A und 7B jeweils ein Schlitz 7b ausgenommen, der sich in einem Zwischenabschnitt des Kontaktschuhleiters (entsprechend dem Bereich, wo sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 das magnetische Abschirmteil 13 befindet) in dessen Längsrichtung erstreckt und den Strompfad in zwei seitliche Abschnitte unterteilt. Wie in Fig. 3(b) gezeigt, wird dadurch das vom Stromfluß herrührende Magnetfeld, welches in diesem Bereich um den Leiter herum entsteht, seitlich aufgeteilt, was die elektromagnetische Kraft verringert, die in einer die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktschuhs 8 behindernden Weise wirkt. Hiermit werden Wirkungen ähnlich denen des zweiten Ausführungsbeispiels erzielt und das Unterbrechungsvermögen des Unterbrecherabschnitts gewährleistet.

4. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 7. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Abführöffnungen 6a für heißes Gas jeweils an der speiseseitigen und der lastseitigen Stirnfläche (der rechten und der linken Stirnfläche in der Figur) des isolierten Gehäuses 6 in nachstehend im einzelnen erläuterter Weise ausgebildet. Durch diese Öffnungen wird heißes Gas nach außen abgeleitet, welches in dem Gehäuse bei der Stromunterbrechung in Folge von Lichtbögen entsteht.

Die Abführöffnung 6a ist innerhalb einer vertikalen Gasablenkwand 6b ausgebildet, welche längs der entsprechenden Stirnfläche des isolierten Gehäuses 6 so ausgebildet ist, daß sie sich senkrecht zum Kontaktschuhleiter des speiseseitigen festen Kontaktschuhs 7A bzw. des lastseitigen festen Kontaktschuhs 7B erstreckt, die auf der Unterseite bzw. der Oberseite des Gehäuses 6 liegen und an der jeweiligen Gehäusestirnseite herausgeführt sind. Die Bezugszahl 7e bezeichnet den jeweiligen Anschlußklemmenabschnitt des Kontaktschuhs 7A bzw. 7B. Der Anschlußklemmenab­ schnitt 7e des Kontaktschuhs 7A ist L-förmig gebogen und zum Anschlußklemmenabschnitt des Gehäuses 1 des Schaltgeräts herausgeführt, wie in Fig. 7 gezeigt. Im Gegensatz dazu ist der Anschlußklemmenabschnitt 7e des Kontaktschuhs 7B geradlinig herausgeführt und mit der in Fig. 7 gezeigten Überstromauslöseeinrichtung 4 verbunden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 öffnet sich die Abführöffnung 6a jeweils zur offenen Seite des beweglichen Kontaktschuhs 8, während beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 die speiseseitige Abführöffnung 6a zur geschlossenen Seite des beweglichen Kontaktschuhs 8 geöffnet ist, um vom Anschlußklemmenabschnitt 7e des festen Kontaktschuhs 7A beabstandet zu sein.

Bei diesem Aufbau strömt heißes Gas (das vom Lichtbogen erzeugte leitende Bestandteile wie Metalldampf oder Ionen von den Kontaktgliedern enthält), das innerhalb des Gehäuses 6 durch Lichtbögen bei der Stromunterbrechung erzeugt wird, aus den Lichtbogenlöscheinrichtungen 10 heraus und ändert dann seine Richtung um einen rechten Winkel, wie in der Figur durch Pfeile angedeutet. Das Gas strömt dann durch die Abführöffnungen 6a von den festen Kontaktschuhen 7A und 7B weg. Dies verhindert, daß das heiße Gas direkt gegen die außerhalb des Gehäuse 6 liegenden Anschlußklemmenabschnitte 7e der Kontaktschuhleiter der Kontaktschuhe 7A und 7B geblasen wird, so daß die gute elektrische Isolation der Anschlußklemmenabschnitte 7e und ihrer Umgebung nicht durch das heiße Gas beeinträchtigt wird.

Im Gegensatz dazu kann beim herkömmlichen Aufbau, wo Abführöffnungen für das heiße Gas einfach in der jeweiligen Stirnwand des isolierten Gehäuses geöffnet sind, das Gas gegen die Anschlußklemmenabschnitte der festen Kontaktschuhe und ihrer Umgebung strömen und damit einen Funkenüberschlag zwischen benachbarten Polen hervorrufen.

5. Ausführungsbeispiel

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 8. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist der außerhalb des Gehäuses 6 liegende Anschlußklemmenabschnitt 7e eines der beiden Kontaktschuhe 7A und 7B, die in dem Gehäuse 6 des Unterbrecherabschnitts 5 enthalten sind, das heißt des speiseseitigen festen Kontaktschuhs 7A, der auf dem Boden des Gehäuses 6 liegt, U-förmig gebogen, wie in der Figur gezeigt, und zwar so, daß die Öffnung der U-Form der Stirnwand des Gehäuses 6 zugewandt ist.

Im Gegensatz dazu ist bei dem herkömmlichen Schaltgerät gemäß Fig. 8 und beim zuvor beschrie­ benen vierten Ausführungsbeispiel der Anschlußklemmenabschnitt 7e des festen Kontaktschuhs 7A, der aus der Stirnfläche des Gehäuses 6 herausragt, in der Form eines L-gebogen, dessen einer Schenkel sich längs der Gehäusestirnwand erstreckt.

Es sei die elektromagnetische Kraft betrachtet, die zwischen einem Magnetfeld, welches im Bereich um den Kontaktschuhleiter des festen Kontaktschuhs 7A am oder nahe dessen Anschlußklemmen­ abschnitt aufgrund des diesen durchfließenden Stroms herum gebildet wird, und einem Lichtbogen auftritt, welcher zwischen dem festen Kontaktschuh und dem beweglichen Kontaktschuh bei der Stromunterbrechung entsteht. Bei dem herkömmlichen Aufbau, befindet sich der zur Lichtbogen­ löscheinrichtung 10 verlängerte Lichtbogen in der Nähe des Kontaktschuhleiters, der längs der einen Stirnwand des Gehäuses verläuft, so daß der Lichtbogen merklich von dem magnetischen Feld beeinflußt wird. Dabei ist die Richtung des Stromflusses durch den ansteigenden Abschnitt des Kontaktschuhleiters entgegengesetzt zu der des Lichtbogenstroms, so daß gemäß der Fleming'schen linken Handregel das Magnetfeld verhindert, daß der Lichtbogen verlängert wird und ihn vielmehr zurück zum Kontakt drängt.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 6 wird dieser Effekt dadurch verhindert, daß der Abstand D zwischen dem senkrechten Teil (der Basis) 7e-1 des U-förmigen Anschlußklemmenabschnitts 7e, durch den der Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu der des Lichtbogenstroms fließt, und dem verlän­ gerten Lichtbogen zwischen den Kontakten größer ist als bei der herkömmlichen Anordnung. Dabei wird ausgenutzt, daß die Intensität des auf den Lichtbogen einwirkenden Magnetfelds umgekehrt proportional zu dessen Abstand D vom Kontaktschuhleiter ist. Auf diese Weise wird die elektromag­ netische Kraft verringert, die bestrebt ist, eine Verlängerung des Lichtbogens zu unterbinden, so daß ein hohes Unterbrechungsvermögen gewährleistet ist.

Die Anordnungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 bis 5 sind unabhängig voneinan­ der wirksam, jedoch kann die Leistungsfähigkeit des Schaltgeräts insgesamt durch eine Kombination der einzelnen Merkmale verbessert werden. Die resultierende Verbesserung der elektromagneti­ schen nachgiebigen Kraft und der Lichtbogentreibkraft des beweglichen Kontaktschuhs konnte durch Magnetfeldanalysen und Experimente bestätigt werden.

Claims (8)

1. Schaltgerät mit einem Strom-Unterbrecherabschnitt (5) umfassend eine Montageeinheit mit
einem isolierten Gehäuse (6), welches Lichtbogenlöscheinrichtungen (10), einen speise­ seitigen festen Kontaktschuh (7A) und einen lastseitigen festen Kontaktschuh (7B), die einander in dem Gehäuse diagonal gegenüberliegen, sowie einen überbrückenden beweglichen Kontaktschuh (8) enthält, der sich zwischen Kontakten (7a) der festen Kontaktschuhe (7A, 7B) erstreckt und von einem Dreh-Kontaktschuhhalter (9) getragen wird, welcher den beweglichen Kontaktschuh und eine Andruckfederanordnung mit einem Schaltschloß (3) des Schaltgeräts koppelt,
wobei der bewegliche Kontaktschuh (8) durch eine elektromagnetische nachgiebige Kraft geöffnet wird, die auftritt, wenn ein Überstrom fließt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschuhleiter des speiseseitigen und des lastsei­ tigen festen Kontaktschuhs (7A, 7B) im wesentlichen gerade ausgebildet und parallel zueinander unter Zwischenlage des beweglichen Kontaktschuhs (8) einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß die festen Kontaktschuhe (7A, 7B) und der bewegliche Kontaktschuh (8), wenn er die festen Kontakte (7a) an den Endabschnitten (7c) der festen Kontaktschuhe miteinander verbindet, einen Z-förmigen Strompfad bilden.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetjoch (12) in einem Bereich um den Endabschnitt (7c) jedes der festen Kontaktschuhe (7A, 7B) vorgesehen ist.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (7c) jeder der beiden festen Kontaktschuhe (7A, 7B) von dem beweglichen Kontaktschuh (8) weg geneigt ist.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der End­ abschnitt (7c) jedes der beiden festen Kontaktschuhe (7A, 7B) schmäler ist als dessen Kontakt­ schuhleiter, der hinter dem Endabschnitt liegt.

5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisches Abschirmteil (13) in einem Bereich jedes der beiden festen Kontaktschuhe (7A, 7B) angeordnet ist, welcher dem Endabschnitt (7c) des jeweiligen anderen festen Kontaktschuhs unter Zwischenlage des beweglichen Kontaktschuhs (8) gegenüberliegt.

6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden festen Kontaktschuhe (7A, 7B) eine schlitzartige Ausnehmung (7b) längs der Längsrich­ tung des jeweiligen Kontaktschuhleiters in einem Bereich vorgesehen ist, welcher dem Endabschnitt (7c) des jeweiligen anderen festen Kontaktschuhs gegenüberliegt, wobei die schlitzartige Ausneh­ mung den Stromweg in zwei seitliche Abschnitte unterteilt.

7. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abführöffnung (6a) für heißes Gas sowohl an der Speiseseite als auch an der Lastseite des isolierten Gehäuses (6) so ausgebildet ist, daß sie sich im wesentlichen senkrecht zum und vom Kontaktschuhleiter des entsprechenden, aus dem Gehäuse herausgeführten Kontaktschuhs (7A, 7B) weg erstreckt.

8. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußklemmenab­ schnitt (7e) des auf der Bodenfläche des isolierten Gehäuses (6) liegenden festen Kontaktschuhs (7A) aus einer Stirnwand des isolierten Gehäuses (6) herausgeführt und zu einer U-Form gebogen ist.