DE202006005418U1

DE202006005418U1 - Elektrische Schaltkammer

Info

Publication number: DE202006005418U1
Application number: DE200620005418
Authority: DE
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2016-04-05

Abstract

Elektrische Schaltkammer, bestehend aus
– einer Kontaktanordnung (24) mit einem feststehenden Kontakt (16) und einem beweglichen Kontakt (14),
– einem stirnseitig vor der Kontaktanordnung (24) angeordneten Löschblechstapel (28) und
– Schaltkammerwänden (30) aus Isoliermaterial, die seitlich beabstandet neben der Kontaktanordnung (24) verlaufen,
gekennzeichnet durch
– einen U-förmigen Metallbügel (32), dessen Außenschenkel (34) beabstandet von der Kontaktanordnung (24) zwischen dieser und den seitlichen Schaltkammerwänden (30) verlaufen und dessen Verbindungsschenkel (36) in Richtung der Trennbewegung des beweglichen Kontaktes (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltkammer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, die in Niederspannungsschaltgeräten Anwendung findet.
Aus der Druckschrift DE 86 11 282 U1 ist eine Schaltkammer eines Leitungsschutzschalters mit einem Stapel von mehreren nebeneinander auf Abstand befindlichen ferromagnetischen Löschblechen und einer stirnseitig davor angeordneten Kontaktanordnung, die von zwei bis zu den Stirnkanten der Löschbleche reichenden, auf Abstand zu den seitlichen Kammerwänden angeordneten Kammerplatten aus Isolierstoff flankiert ist, bekannt. Zu den äußeren Löschblechen sind Lichtbogenleitbleche zur Führung des Schaltlichtbogens gerichtet, der beim Auftrennen der aus einem beweglichen Kontakt und einem feststehenden Kontakt bestehenden Kontaktanordnung entsteht, die ihrerseits mit ferromagnetischen Blechstreifen hinterfüttert ist. Der dem Lichtbogenlauf dienende, eine Vorkammer bildende Bereich der Schaltkammer einschließlich der Kontaktstellen ist mit einer Kombination von ferromagnetischen einfachen Einlegeteilen nahezu geschlossen ummantelt, wobei die Einlegeteile durch die Kammerplatten in Verbindung mit der Gehäusekontur gegenüber dem Schaltlichtbogen isoliert sind. Nachteilig ist der ungebremste thermische Einfluss des Schaltlichtbogens auf die Kammerplatten und die benachbarte Gehäusekontur, was zu Verbrennungsprodukten des Isoliermaterials und in Folge zu verzögertem Löschen oder Wiederzündungen des Schaltlichtbogens und damit zur thermischen Überlastung der Schaltkammer führt.
Aus der Druckschrift DE 20 2005 016 600 U1 ist eine elektrische Schaltvorrichtung mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontakt bekannt, bei der stirnseitig ein Lichtbogenblech zur Ableitung und Kühlung des Schaltlichtbogens angeordnet ist. Das Lichtbogenblech verläuft in Trennrichtung des beweglichen Kontaktes mit zunehmendem Abstand zu den Kontakten. Diese Schaltvorrichtung ist aufgrund fehlender Löschbleche nur für geringe Schaltleistungen geeignet.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe eine Schaltkammer höherer Schaltleistung zugrunde.
Ausgehend von einer Schaltkammer der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
Der die Kontaktanordnung teilweise umfassende Metallbügel übt zum einen auf den Schaltlichtbogen eine zusätzliche Kühlwirkung aus, die infolge der höheren Wärmekapazität größer als die Kühlwirkung des umgebenden Isoliermaterials ist. Der Metallbügel übt zum anderen eine schützende Wirkung vor starkem Abbrand bzw. schädlichem Abgasens des umgebenden Isoliermaterials aus. Beide Wirkungen resultieren in dem Vorteil, dass die erfindungsgemäße Schaltkammer mit einer höheren Schaltleistung beaufschlagt, insbesondere für eine höhere Schaltspannung ausgelegt werden kann. Alternativ können bei gleich belassener Schaltleistung preiswertere und/oder technologisch vorteilhafter zu handhabende Isoliermaterialien mit geringerer thermischer Belastbarkeit, insbesondere thermoplastische Werkstoffe und/oder Schaltkammerwände geringerer Wandstärke, verwendet werden.
Vorzugsweise besteht der Metallbügel aus ferromagnetischem Material. Damit ergibt sich eine lenkende und zentrierende Wirkung auf den Schaltlichtbogen in Richtung Löschblechstapel als zusätzlicher Vorteil. Die Außenschenkel des Metallbügels ragen vorzugsweise bis neben den feststehenden Kontakt oder darüber hinaus.
Vorzugsweise liegen die Außenschenkel direkt an den seitlichen Kammerwänden an. Hierfür ist die Beaufschlagung des Verbindungsschenkels durch einen abschließenden Schaltkammerdeckel in Richtung zum feststehenden Kontakt von Vorteil, sodass eine gewisse abdichtende Klemmwirkung der Außenschenkel gegen die Schaltkammerwände erfolgt. Zweckmäßig ist hierfür eine im Wesentlichen V-förmige Ausbildung des Verbindungsschenkels.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Schaltkammer Bestandteil jedes Schaltpols eines mehrpoligen Schaltgerätes, das heißt bei einer einfach unterbrechenden Kontaktanordnung einmal pro Schaltpol und bei einer zweifach unterbrechenden Kontaktanordnung zweimal pro Schaltpol. Hierfür ist die Beaufschlagung der Verbindungsschenkel durch einen abschließenden gemeinsamen Schaltkammerdeckel in Richtung zu den feststehenden Kontakten von Vorteil, sodass in gewissem Maße eine abdichtende Klemmwirkung der Außenschenkel gegen die Schaltkammerwände erfolgt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
1: ein mit den erfindungsgemäßen Schaltkammern ausgestattetes Schaltgerät im Teillängsschnitt I-I gemäß 2;
2: das Schaltgerät in Teilquerschnitt II-II gemäß 1;
3: eine räumliche, teilweise auseinander gezogene Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltkammern ohne Schaltkammerwände.
Dargestellt ist ein elektromagnetisches Schaltgerät 1 mit drei Schaltpolen 3, 4 und 5. Das Schaltgerät besteht aus einem Unterteil 7 und einem Oberteil 8. Unterteil 7 und Oberteil 8 sind jeweils von Gehäuseteilen aus Isoliermaterial umschlossen. Vom Unterteil 7 ist ein Magnetantrieb aufgenommen. Im Oberteil 8 ist pro Schaltpol 3 bis 5 ein Halter 10 gelagert, der durch den Magnetantrieb in oder entgegen der Richtung zum Unterteil 7 verschoben wird. In jedem Halter ist eine Kontaktbrücke 12 gelagert, die an jedem Ende einen beweglichen Kontakt 14 aufweist. Jedem beweglichen Kontakt 14 ist ein feststehender Kontakt 16 zugeordnet, mit dem er in und außer Verbindung gebracht werden kann. Zur Erzeugung des notwendigen Kontaktdruckes wird jeder bewegliche Kontakt 14 durch eine im Halter 10 gelagerte Kontaktdruckfeder 18 beaufschlagt. Von den feststehenden Kontakten 16 bestehen über U-förmige Leiterschienen 20 Verbindungen zu von außen zugänglichen Anschlusselementen 22 für anzuschließende Versorgungs- bzw. Verbraucherzuleitungen. Die Schaltpole 3 bis 5 enthalten demzufolge jeweils ein doppelt unterbrechendes Kontaktsystem mit zwei Kontaktanordnungen 24, die aus jeweils einem beweglichen Kontakt 14 und einem feststehenden Kontakt 16 bestehen.
Jede Kontaktanordnung 24 ist Bestandteil jeweils einer Schaltkammer 26. Jede Schaltkammer 26 besteht weiterhin aus einem stirnseitig vor der Kontaktanordnung 26 angeordneten Löschblechstapel 28, zwei seitlich abschließende Schaltkammerwände 30 und einem U-förmigen Metallbügel 32. Die Schaltkammerwände 30 bestehen wie die übrigen Gehäuseteile aus Isoliermaterial. Die Metallbügel 32 bestehen aus weich ferromagnetischem Material und weisen zwei ebene Außenschenkel 34 sowie einen V-förmigen Verbindungsschenkel 36 auf. In jeder Schaltkammer verlaufen die Außenschenkel 34 beidseitig neben der Kontaktanordnung 24, reichen mit ihren freien Enden bis neben die Leiterschiene 20 und liegen direkt an den Schaltkammerwänden 30 an. Der Metallbügel 32 wird oberhalb des beweglichen Kontaktes 14, das heißt in Richtung seiner Trennbewegung vom feststehenden Kontakt 16, durch den Verbindungsschenkel 36 geschlossen, wobei sich der bewegliche Kontakt 14 ungehindert zwischen den Außenschenkeln 34 bewegen kann.
Ein gemeinsamer Schaltkammerdeckel 38 verschließt alle Schaltkammern 26 aller Schaltpole 3 bis 5 nach oben. Der Schaltkammerdeckel 38 bildet gleichzeitig den oberen Gehäusedeckel des Schaltgerätes 1 und drückt beim Befestigen auf dem Oberteil 8 – vorzugsweise durch Aufschnappen – auf die V-förmigen Verbindungsschenkel 36 in Richtung der feststehenden Kontakte 16. Durch diese Druckbeaufschlagung der Verbindungsschenkel 36 werden die Außenschenkel 34 der biegeelastischen Metallbügel 32 fest gegen die Schaltkammerwände 30 gepresst.
Beim Trennen der beweglichen Kontakte 14 von den feststehenden Kontakten 16 zündet bei höheren Strömen ein Schaltlichtbogen zwischen diesen Kontakten. Der Strom des Lichtbogens erzeugt in dem ferromagnetischen Metallbügel 32 ein Magnetfeld, das den Schaltlichtbogen zum einen zwischen den Außenschenkeln 34 zentriert und zum anderen rasch in den als Lichtbogenlöscheinrichtung dienenden Löschblechstapel treibt. Dadurch erfolgt eine schnelle Löschung des Schaltlichtbogens, was zu einer geringeren thermischen Belastung der Schaltkammer 26 führt. Der Metallbügel 32 nimmt zudem einen erheblichen Teil der thermischen Energie des Schaltlichtbogens auf, was zu einer weiteren Verringerung der thermischen Belastung der Schaltkammer 26 bezüglich der Schaltkammerwände 30 und benachbarter Gehäuseteile führt. Außerdem wird ein Großteil der zur Kontaktanordnung 24 weisenden Oberflächen der Schaltkammerwände 30 durch den Metallbügel 32 von den schädlichen Einflüssen des Schaltlichtbogens ferngehalten, sodass die Schaltkammerwände vor Abbrand geschützt sind. Dies verhindert wiederum das thermisch bedingte Ausgasen des Isoliermaterials und damit ein verzögertes Löschen oder Wiederzünden des Schaltlichtbogens. Das mit den erfindungsgemäßen Schaltkammern 26 ausgestattete Schaltgerät 1 ist somit für höhere Schaltleistungen geeignet.

Claims

Elektrische Schaltkammer, bestehend aus – einer Kontaktanordnung (24) mit einem feststehenden Kontakt (16) und einem beweglichen Kontakt (14), – einem stirnseitig vor der Kontaktanordnung (24) angeordneten Löschblechstapel (28) und – Schaltkammerwänden (30) aus Isoliermaterial, die seitlich beabstandet neben der Kontaktanordnung (24) verlaufen, gekennzeichnet durch – einen U-förmigen Metallbügel (32), dessen Außenschenkel (34) beabstandet von der Kontaktanordnung (24) zwischen dieser und den seitlichen Schaltkammerwänden (30) verlaufen und dessen Verbindungsschenkel (36) in Richtung der Trennbewegung des beweglichen Kontaktes (14) angeordnet ist.
Schaltkammer nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbügel (32) aus ferromagnetischem Material besteht.
Schaltkammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschenkel (34) wenigstens bis neben den feststehenden Kontakt (16) reichen.
Schaltkammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschenkel (34) an den seitlichen Schaltkammerwänden (30) unmittelbar anliegen.
Schaltkammer nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel (36) von einem Schaltkammerdeckel (38) in Richtung zum feststehenden Kontakt (16) beaufschlagt ist.
Schaltkammer nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel (36) im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist.
Schaltkammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer (26) einfacher bzw. zweifacher Bestandteil eines jeden einfach oder zweifach unterbrechenden Schaltpols (3, 4, 5) eines mehrpoligen Schaltgerätes (1) ist.
Schaltkammer nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel (36) von einem für alle Schaltpole (3, 4, 5) gemeinsamen Schaltkammerdeckel (38) in Richtung zum feststehenden Kontakt (16) beaufschlagt ist.