DE2303642C3 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Unterbrechen eines elektrischen Stromes, mit wenigstens einem Kontaktpaa>, von dem der eine Kontakt feststeht, während der andere beweglich ist, wobei jeder der Kontakte jeweils miteinander zusammenwirkende Kontaktaufsätze aufweist, der den Kontaktaufsatz tragende Teil des feststehenden Kontakts unter Ausbildung einer nichtgeschlossenen Schleife zurückgebogen ist, die beiden Kontakte durch einander gegenüberliegende Wandungen in eine magnetische Löschkammer ragen, in welcher hufeisenförmige Löschplatten angeordnet sind, und der Kontaktaufsatz des feststehenden Kontakts ein Führungshorn mit zum Ende des Kontaktaufsatzes hin abnehmender Stärke aufweist

Eine Vorrichtung der vorausgehend aufgeführten Bauart ist beim Leistungsschalter EBL 63 aus Elektrie, Berlin 23 (1969), Heft 2, S. 59 bis 62, bekannt Bei einer derartigen oder einer ähnlichen aus dem DE-GM 18 79 996 bekannten Vorrichtung ist es wichtig, die

ίο · Hitzeentwicklung durch den bei Strom unterbrechung entstehenden Lichtbogen dadurch gering zu halten, daß der Lichtbogen so schnell wie möglich gelöscht wird.

Zu diesem Zweck ist es unerläßlich, den Lichtbogen schnell zu stabilisieren und ein Wandern des Bogenfußes

aus dem festen Kontakt beim öffnen des beweglichen Kontakts möglichst zu verhindern. Außerdem ist es dabei wichtig, die Lichtbogenspannung so weit zu erhöhen, bis sie ausreicht, um die elektromotorischen Kräfte des Stromkreises ins Gleichgewicht zu bringen.

Um dies zu erreichen, kann man den Lichtbogen verlängern, insbesondere unter Verwendung magnetischer Lichtbogenlöschvorrichtungen gemäß der DE-PS 8 85 109. Es ist im allgmeinen recht schwierig, den Lichtbogenfuß auf dem festen Kontakt bei öffnung des beweglichen Kontakts zu stabilisieren. Dennoch erreicht man eine ziemlich gute Stabilisierung, wenn die Kontakte so angeordnet sind, daß sie von derselben Seite des Schalters zusammentreffen, wie dies beispielsweise auch aus der DE-PS 6 10 260 an sich bekannt ist, wenn wf dem Kontaktaufsatz des festen Kontakts ein Führungshorn vorgesehen ist. Demgegenüber neigt beim Zusammentreffen der Kontakte von einander gegenüberliegenden Seiten des Schalters der Lichtbogen dazu, auf dem Konlaktaufsatz des festen Kontakts und dann auf dem Kontakt weiter bis zu dessen, dem Kontaktaufsatz gegenüberliegenden Ende zu wandern. Das Löschen des Lichtbogens wird unter diesen Umständen schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gedrängtem Aufbau eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Unterbrechen eines elektrischen Stromes zu schaffen, mit der eine gute Unterbrechungsfunktion gewährleistet ist, wobei ein Kurzschluß vermieden wird und das Löschen des Lichtbogens schnell und zuverlässig erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale gelöst: daß sich der Kontaktaufsatz des feststehenden Kontakts mit abnehmender Breite bis in die unmittelbare Nähe des Endes des feststehenden Kontakts erstreckt, daß zwischen der freien Endkante des zurückgebogenen Teils und einer Kröpfung des feststehenden Kontakts ein Luftspalt gebildet wird, der nur so groß ist, daß ein Springen des Lichtbogens vermieden wird, und daß das Ende des Horns bezüglich der Löschplatten so ausgerichtet ist, daß nach dem öffnen des beweglichen Kontakts sich der Lichtbogen ohne Lichtbogenleitblech von dem Ende des Horns des feststehenden Kontakts aus zwischen den hufeisenförmigen Löschplatten erstreckt.

Die fast geschlossene Schleife, welche durch die Teile des feststehenden Kontaktes gebildet wird, erzeugt bei durchfließendem elektrischen Strom, der vom feststehenden zum beweglichen Kontakt fließt, ein starkes Magnetfeld, das einerseits den beweglichen Kontakt elektrodynamisch stark abstößt, so daß die Unterbrechungsleistung der Vorrichtung erhöht wird, und andererseits die Blaswirkung des an der öffnung des beweglichen Kontakts gebildeten Lichtbogens begün-

stigt Darüber hinaus wird das Ende dieses Lichtbogens, das sich Ober die Vorderseite des zurückgebogenen Endes des feststehenden Kontaktes bewegt, welche dem beweglichen Kontakt zugekehrt ist, über das Führungshorn bis zu dessen Ende geführt, daß der freien Endkante des zurückgebogenen Teils des feststehenden Kontakts unmittelbar benachbart ist. Das Ende des Lichtbogens wird praktisch an diesem Ende des Führungshorns so lange stabilisiert, wie die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontakts andauert Da das Ende des Führungshorns bezüglich der Löschplatten so angeordnet ist, daß nach dem öffnen des beweglichen Kontakts der Lichtbogen sich von dem Ende des Führungshorns zwischen den hufeisenförmigen Löschplatten ohne Berührung mit diesen Platten erstreckt, kann sich der Lichtbogen zwischen den Löschplatten so aufbauen, daß er durch die Löschplatten in vorteilhafter Weise verlängert und abgekühlt wird, ohne daß durch die seitlichen Abschnitte der hufeisenförmigen Löschplatten ein Kurzschluß auftritt. Ferner wild durch den geringen Luftspalt zwischen der freien Endkante und einer Kröpfung des feststehenden Kontaktes eine sehr kompakte Anordnung erzielt.

Die Verwendung eines in sich umgebogenen Kontaktstücks ist an sich aus dem DE-GM 17 76 095 bekannt, bei welchem durch ein ringförmiges Kontaktstück eine gute Kontaktgabe zwischen einer Elektronenröhre und einem Gehäuse erzielt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei geschlossenen Kontakten mit teilweise weggebrochener Abdeckung,

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnlichen Ansicht, jedoch mit geöffneten Kontakten,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des feststehenden Kontakts, und

Fig.4 eine Platte, welche die Löschkammer verschließt, wobei die Löschplatten der Kammer zu besseren Veranschaulichung nicht dargestellt sind.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung stellt beispielsweise einen selbsttätigen Ausschalter dar und umfaßt mindestens einen feststehenden Kontakt 2, der mit einem beweglichen Kontakt 3 zusammenwirkt. Die Vorrichtung kann so viele Kontaktpaare 2, 3 umfassen, wie Stromphasen unterbrochen werden miissen. Der bewegliche Kontakt 3 kann entweder durch einen Steuerhebel 4 oder durch einen nicht dargestellten Bimetallstreifen etc. betätigt werden. Zu diesem Zweck ist er formschlüssig mit einer Kippvorrichtung bekannter Art verbunden. An seinem freien Ende besitzt er einen Kontaktaufsatz 5 der mit dem Kontaktaufsatz 6 des feststehenden Kontakts 2 zusammenwirkt.

Dieser Kontaktaufsatz 6 (siehe auch Fig.3) ist formschlüssig mit der nach außen gerichteten Fläche 7 des zurückgebogenen Endes 8 des Kontakts 2 verbunden. Der Winkel λ zwischen dem zurückgebogenen Ende 8 und dem restlichen flachen Teil 9 des Kontakts beträgt weniger a's 9()^J und liegt vorzugsweise zwischen 20° und 45°.

Der Kontaktträger 2 besteht aus einem gekröpften Teil 15 der zu einer Klemmschraubenanordnung 14 für den Anschlußdraht geführt ist und der durch einen Sicherungsring 13 an einer vertikalen Wandung 12 des Unterteils 10 aus Isoliermaterial festgelegt wird, wobei an der anderen Seite der Wandung die Kröpfung 11 des Teils 15 anliegt Der flache Teil 9 des Kontaktes liegt am Unterteil 10 auf. Der bewegliche Kontakt 3 ragt durch einen Spalt 20 in einer Wandung 21, die der Wandung 12 gegenüberliegt, in eine Löschkammer hinein, in der eine Anzahl von übereinanderliegenden Löschplatten angeordnet ist Zwischen der freien Endkante 16 des zurückgebogenen Endes 8 und der Kröpfung 11 des Kontaktes 2 befindet sich ein Luftspalt 17. Der Kontaktaufsatz 6 weist ein Führungshorn 18 auf, das auf den mittleren Teil der freien Endkante zuläuft

Die Kontaktaufsätze 5 und 6 sind im Innern einer magnetischen Löschkammer bekannter Bauart angeordnet welche hufeisenförmige Löschplatten 19 aufweist die die Aufsätze umgeben.

Die Kontakte 2 und 3 ragen in die Funkenkammer mit den entgegengesetzten Seiten hinein. Der Kontakt 3 geht über einen Spalt 20 durch die eine Wandung 21 hindurch und verschließt die Löschkammer; der Spalt reicht aus, um Öffnungs- und Schließbewegungen des Kontaktes zuzulassen.

Nahe dem Kontaktaufsatz 5 ist der Kontaktträger 3 fest mit einem plattenförmigen Abdeckblech 22 verbunden, das so gestaltet ist, daß es beim Öffnen des Kontaktes 3 mindestens teilweise den Teil des Spaltes verschließt, der nicht durch den Kontakt verschlossen ist Dabei ist anzumerken, daß in F i g. 4 aus Gründen der Klarheit weder de,- Kontakt 6 noch die Löschplatten 19 dargestellt sind.

Damit ist beim Abschalten des Stromes die Verschiebung des Bogenfußes auf dem feststehenden Kontakt 2 auf das Ende (nahe dem freien Ende 16) des Führungshorns i8 beschränkt Die Anordnung des Führungshorns bezüglich der Löschplatten 19 ermöglicht eine Entwicklung des Bogens zwischen diesen in der Weise, daß seine Verlängerung und seine Abkühlung durch diese Platten in vorteilhafter Weise dergestalt stattfinden, daß es möglich wird, einen Kurzschluß des Bogens durch die seitlichen Abschnitte dieser Platten zu vermeiden.

Vorteilhafterweise trägt der umgebogene Teil 8 Seitenflügel 8a, die an Stützteilen 23 im Gehäuse der Vorrichtung 1 anliegen.

Der Strom durchläuft aufgrund der Konsolidierung des festen Kontakts einen haarnadelförmigen Weg, um vom festen zum beweglichen Kontakt zu kommen. Als Folge davon wird die elektrodynamische Abstoßkraft zwischen den beiden Kontakten zum Zeitpunkt der Stromunterbrechung erhöht (demnach auch die Schaltleistung der Vorrichtung), da die zwei in etwa parallelen Arme des haarnadelförmigen Weges von Strömen entgegengesetzter Vorzeichen durchflossen werden. Darüber hinaus ergibt sich eine Verminderung der Lichtbogenenergie durch Begrenzung des Stromes im Augenblick des Auftretens der Lichtbogenspannung.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung bewegt sich der eine Kontakt in einem Spalt einer Platte, welche die Löschkammer wenigstens teilweise verschließt; dieser bewegliche Kontakt ist formschlüssig mit einem plattenförmigen Abdeckblech verbunden, welches so angeordnet ist, daß es bei Öffnung des Kontakts wenigstens teilweise den Spalt verschließt, wodurch zur magnetischen auch noch eine pneumatische Lichtbogenlöschung hinzukommt. Der Druck im Innern der Löschkammer erhöht sich also, während die in dieser Kammer befindlichen Gase nicht auf die anderen Teile der Vorrichtung überströmen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Unterbrechen eines elektrischen Stromes, mit wenigstens einem Kontaktpaar, von dem der eine Kontakt feststeht, während der andere beweglich ist, wobei jeder der Kontakte jeweils miteinander zusammenwirkende Kontaktaufsätze aufweist, der den Kontaktaufsatz tragende Teil des feststehenden Kontakts unter Ausbildung einer nichtgeschlossenen Schleife zurückgebogen ist, die beiden Kontakte durch einander gegenüberliegende Wandungen in eine magnetische Löschkammer ragen, in welcher hufeisenförmige Löschplatten angeordnet sind, und der Kontaktaufsatz des feststehenden Kontakts ein Führungshorn mit zum Ende des Kontaktaufsatzes hin abnehmender Stärke aufweist, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale: daß sich der Kontaktaufsatz (6) des feststehenden Kontakts

(2) mit abnehmender Breite bis in die unmittelbare Nähe des Endes des feststehenden Kontakts (2) erstreckt, daß zwischen der freien Endkante (16) des zurückgebogenen Teils und einer Kröpfung (11) des feststehenden Kontakts (2) ein Luftspalt (17) gebildet wird, der nur so groß ist, daß ein Springen des Lichtbogens vermieden wird, und daß das Ende des Horns (18) bezüglich der Löschplatten (19) so ausgerichtet ist, daß nach dem öffnen des beweglichen Kontakts (3) sich der Lichtbogen ohne Lichtbogenleitblech von dem Ende des Horns (18) des feststehenden Kontakts (2) aus zwischen den hufeisenförmigen Löschplatten (19) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückgebcgene Teil (8) des feststehenden Kontaktes (2) mit dem übrigen Teil (9) des Kontakts (2) einen Winkel zwischen 20° und 45° bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der bewegliche Kontakt

(3) in einem Spalt (20) einer die Lichtbogenlöschkammer zumindest teilweise verschließenden Platte bewegt, und daß der bewegliche Kontakt (3) formschlüssig mit einer vorstehenden Platte (22) verbunden ist, die so angeordnet ist, daß sie bei geöffnetem Kontakt den Spalt (20) mindestens teilweise verschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zurückgebogene Ende (8), auf welchem der Kontaktaufsatz (6) des festen Kontakts (2) angebracht ist, Seitenflügel (8a) zum Aufstützen auf Stützteile (23) des Schaltergehäuses aufweist.