DE2803249C2 - Einrichtung zum Löschen von Schaltlichtbögen - Google Patents

Description

taktträgers im Bereich des Kontaktplättchens, so daß eine sichere Kontaktgabe zwischen Festkontaktplättchen und beweglichem Kontakt langfristig nicht gewährleistet ist.

Aus der GB-PS 14 51 958 ist ein elektrischer Schalter mit einem Festkontakt bekannt, der auf dem waagerechten Schenkel des rechtwinklig abgebogenen Kontakthalters in der Nähe des vom Festkontakt wegweisenden abgebogenen senkrechten Schenkels angeordnet ist. Der waagerechte Schenkel ist an seinem vom Kontakt entfernten Ende in einem senkrechten Abschnitt eines rechtwinklig gebogenen leitenden Befestigungsteils gelenkig gelagert und über diese Lagerung elektrisch mit dem Befestigungsteil verbunden. Der längere waagerechte Schenkel des Befestigungsteils weist eine öffnung auf, die den senkrechten Schenkel des Kontakthalters umschließt Der senkrechte Schenkel des Kontakthalters weist an seinem unteren Ende einen quer zur Symmetrieebene des Festkontakthalters verlaufenden Bereich auf, so daß der senkrechte Schenkel des Festkontakthalters die Form eines auf d-rfn Kopf stehenden T bildet Die elektrische Kontaktierung erfolgt an dem Ende des elektrisch leitenden Befestigungsteils, das dessen senkrechtem Ende gegenüberliegt Im eingeschalteten Zustand wird der Festkontakt, der durch ein Kontaktplättchen gebildet wird, von einem beweglichen Kontakt berührt, wobei der waagerechte Schenkel des Festkontakthalters und der waagerechte Schenkel des elektrisch leitenden Befestigungsteils parallel verlaufen. Der Strom fließt hierbei vom Kontaktende des Befestigungsteils durch dessen waagerechten Schenkel in den senkrechten Schenkel des Befestigungsteils und über das Gelenk in den waagerechten Schenkel des Festkontakthalters und d2nn über das Kontaktplättchen in den beweglichen Kontakt Durch den in den waagerechten Schenkeln von Befestigungsteil und Festkontakthalter entgegengesetzt gerichtet fließenden elektrischen Strom wird ein Magnetfeld aufgebaut, das dafür sorgt, daß der Festkontakthalter vom Befestigungsteil weggedrückt und damit gegen den beweglichen Kontakt gedrückt wird. Um zu vermeiden, daß sich beim Lösen des beweglichen Kontaktes vom Festkontakt ein Lichtbogen unter Einfluß des elektrischen Feldes vom Festkontakt zum beweglichen Kontakt ausbildet, wird der Festkontaktträger durch Federkraft in Richtung des beweglichen Kontaktes gedrückt, so daß der querstehende Teil des T-förmigen, senkrechten Schenkels des Festkontakträgers beim Lösen des beweglichen Kontaktes nach oben wandert und mit der Unterseite des waagerechten Schenkels des Befestigungsteils in Berührung kommt und hier eine elektrische Verbindung entsteht. Dadurch wird der Stromfluß vom waagerechten Abschnitt des Befestigungsteils über den T-förmigen senkrechten Abschnitt des Festkontaktträgers direkt in das Festkontaktplättchen geleitet, wodurch das elektromagnetische Feld zusammenbricht.

Zwecks Vermeidung von Einrichtungen zum Ablenken und Löschen entstandener Schaltlichtbögen wird demnach versucht, bereits das Entstehen von Schaltlichtbögen zu verhindern.

Aus der DE-AS 17 65946 ist eine Lichtbogenlöschcinrichtung bekannt, die aus einem elektrisch leitenden C-förmigen Teil besteht, das auf seinem oberen, waagerechten Abschnitt in der Nähe des senkrechten Abschnitts ein Kontaktplättchen aufweist, und so einen Festkontakt bildet. Der darüber angeordnete bewegliche Kontakt und der obere, waagerechte Schenkel des Fesikontaktes werden von einem U-förmigen Element aus ferromagnetischem Material derart umgeben, daß die beiden parallelen Schenkel dieses Elementes seitlich und parallel zum oberen, waagerechten Abschnitt des Festkontaktes liegen und in der Nähe des vom senkrechten Abschnitt des Festkontaktes beabstandeten Endes seines oberen, waagerechten Abschnittes durch eine Querverbindung zu einem U-förmigen Teil verbunden sind Innerhalb des U-förmigen Teils und oberhalb des nicht mit dem Kontaktplättchen versehenen oberen,

ίο waagerechten Abschnitts des C-förmigen Teils sind senkrecht stehende Löschbleche angeordnet Beim öffnen der Kontakte wird das bewegliche Kontaktstück von dem festen Kontaktstück entfernt wobei zwischen den Kontaktstücken ein Lichtbogen entsteht Der licht-

•i5 bogen neigt dazu, in Richtung auf den Quersteg des U-förmigen Teils vom Festkontaktplättchen entlang des oberen, waagerechten Abschnitts des Festkontaktes abzuwandern. Bildet sich der Lichtbogen an den Seiten der Kontaktplättchen aus, so springt er ',-on beweglichen

as Kontakten auf einen seitlichen Scherite;! des ü-förrr.igen, ferromagnetischen Teils und von dort auf das Kontaktplättchen des Festkontaktes über. Der Lichtbogen wandert dann vom Festkontaktplättchen aus seitlich am oberen, waagerechten Schenkel des Festkontaktes zu dessen Ende hin ab.

Bei einer derartigen Lichtbogenlöscheinrichtung erhitzt sich der in der Nähe des Festkontaktplättchens liegende Bereich des Festkontaktes, woraus sich die Gefahr der Verformung des Festkontaktes ergibt

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht mithin darin, eine Einrichtung zum Löschen von Schalttichtbögen zu schaffen, die in der Lage ist, auch bei hohen zu schaltenden Strömen den beim Schalten entstehenden Lichtbogen zu löschen, ohne daß der Kontaktplättchen-Träger von der durch den Lichtbogen entstehenden Hitze verformt wird.

Die Lösung der Aufgabe geschieht erfindungsg^mäß dadurch, daß der erste Schenkel des Löschelements, dessen Oberfläche etwa auf dem Niveau der Ebene des feste« Kontaktes ohne den benachbarten Schenkel des Halters zu berühren angeordnet ist, einerseits an seinem freien Ende einen Ansatz und andererseits eirie Ausnehmung aufweist, weiche den festen Kontakt umgibt und sich bis in die Nähe des Ansatzes hin verengt, daß nur der zweite Schenkel des Löschelementes elektrisch und mechanisch mit demjenigen Schenkel des Halters, der nicht den festen Kontakt trägt, verbunden ist, und daß ein mit dem Ende des zweiten Schenkels des Löschelementes einstückiger dritter Schenkel eine Öffnung aufweist und sich senkrecht zu den anderen Schenkeln derart nach oben erstreckt, daß sich einerseits sein Ende im wesen^ichen oberhalb der Ebene des ersten Schenkels befindet und in die Löschkammer ragend deren erste Löschplatte bildet, end daß andererseits der Ansatz

durch die Öffnung dringt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Löschelements;

Fig.2 eine Schnittansicht in der Symmetrieebene X-X', jedoch ohne den Träger des Kontaktplättchens;

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht, jedoch mit dem Kontakthalter, dem Gehäuse und der Brücke des beweglichen Kontakts;

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Löschelement; und
F i g. 5 den Weg des auf dem festen Kontakt erscheinenden Fußpunkts des Lichtbogens während des Vor-

gangs der Löschung.

In der F i g. 3 ist der Isolierkörper 25 eines Schaltgeräts dargestellt mit einer Brücke 23 für einen beweglichen Kontakt, wobei eines der Kontaktplättchen 28 von dem Kontaktträger 24 betätigt ist, und das Plättchen des festen Kontakts 21 auf einem Kontakthalter befestigt ist, der die Gestalt eines U aufweist und dessen freier Schenkel 18 parallel zu dem festen Schenkel 20 verläuft, mit dem er über einen Steg 17 verbunden ist. Das Ende 19 dieses Schenkels dient als äußere Anschlußklemme. In dem dargestellten Beispiel ist das Plättchen des festen Kontakts 21 näher an dem Steg 17 als an dem Ende 22 des Schenkels angeordnet, von dem es getragen ist.

Der Kontakthalter ist mechanisch mit einem in den Fig. 1,2 und4dargestellten Löschelement 1 verbunden welches einen ersten Schenkel 2 aufweist, dessen Ebene im wesentlichen in der Ebene des Plättchens des festen Kontakts 21 (vgl. F i g. 3) angeordnet ist, während der zweite Schenkel mit Gewindelöchern 14, 15 versehen ist, welche den Schenkel 20 des Halters gegen den Körper des Geräts mit Hilfe der Schrauben 26,27 hält, um in dieser Ebene die elektrische Verbindung und die mechanische Befestigung zu gewährleisten.

Der zweite Schenkel 2 ist mit einer geschlossenen Ausnehmung 6 versehen, welche ausreichend groß ist, um das Plättchen des festen Kontaktes 21 zu umgeben, und die sich einerseits bis in die Nähe des freien Endes 30 erstreckt, wobei sie sich im wesentlichen im Bereich 7 verengt, und andererseits in Richtung des Stegs der Schenkel, wobei sie eine öffnung 29 bildet; dieses gleiche Ende 30 trägt einen Ansatz 8, dessen Funktion nachher erläutert werden wird.

Die Quersiücke 3,3' verbinden die beiden Schenkel 2, 4 und umgeben die Öffnung 29; sie setzen sich fort in die Abschnitte 32 bzw. 32', welche die Ausnehmung im Niveau des Kontaktplättchens umgeben. Diese Verlängerung 29 der Ausnehmung 6 ermöglicht insbesondere den Durchtritt des Kontakthalters, wobei auch der Stromdurchgang in den Querstücken3,3' ermöglicht ist. Die Ränder der Ausnehmung 6, 7 oder die Oberfläche der Abschnitte 32, 32* dienen zur Aufnahme der Fußpunkte der Lichtbogen; es ist demzufolge von Bedeutung, daß der Schenkel 2 nicht in elektrischem Kontakt mit dem parallelen Schenkel 18 des Halters des feststehenden Kontaktplättchens steht.

Das Ende 9 des zweiten Schenkels 4 des Löschelementes trägt eine Verlängerung 5, die senkrecht zu den beiden Schenkeln 2, 4, etwa im Niveau des Endes des ersten Schenkels nach oben ragt. Diese Verlängerung erstreckt sich über die Ebene des letzteren mit einer verhältnismäßig großen Länge a, so daß sie die Funktion eines Lichtbogen-Ablenkers erfüllen kann, dessen Ende 11 in die Löschkammer 33 eindringt, in welcher Lichtbogen-Löschplatten 34 angeordnet sind; dabei stellt die Verlängerung die erste der Lichtbogen-Löschplatten dar.

in der Wand des Abienkers 5 ist eine öffnung 10 gebildet, die sich auf einem derartigen Niveau befindet, daß der oben erwähnte Ansatz 8 hindurchtreten kann, ohne jedoch dabei aufgrund des mit dem Bezugszeichen d versehenen Spieles mit ihr in Kontakt zu treten. Diese öffnung verlängert sich zum zweiten Schenkel hin mit einer größeren Öffnung 16, welche von zwei schmalen seitlicher* Abschnitten 31,31' der Verlängerung umgeben ist. Das Ende 30 des ersten Sche«keis 2 verläuft im übrigen parallel zum Ablenker 5 und hält dabei einen Abstand b, der in der F i g. 4 dargestellt ist, so daß er keinerlei Kontakt damit hat

Im übrigen ist anzumerken, daß das Ende 22 des ersten Schenkels des Trägers des festen Kontakts sich unter das erwähnte Ende 30 erstreckt und dabei einen Abstand /(1) einhält. Die Wand des zweiten Schenkels 4 s des Löschelementes trägt einen Anschlag 12, der im beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Aufbiegen eines Teils dieser Wand gebildet wurde, und der gegen den ersten Schenkel hin gerichtet ist. Dieser Anschlag erstreckt sich um eine solche Strecke, daß sein Ende in

ίο die Nachbarschaft der inneren Oberfläche des ersten Schenkels des Kontakthalters kommt und dabei einen Abstand e(siehe F i g. 3)einhält.

Schließlich ist aus den verschiedenen Figuren der Zeichnung zu ersehen, daß das Löschelement durch Ausschneiden bzw. Stanzen, Biegen und Verformen bzw.Treiben ein- und desselben ferromagnetischen Bleches hergestellt wurde, wobei das Blech magnetisch und elektrisch leitend ist, su (JaG gleichzeitig eine sehr einfache Herstellung sichergestellt ist.

Die Arbeitsweise dieses Löschelementes, welches gleichermaßen als Lichtbogen-Ablenker und als Deformationsbegrenzer dient, wird mit Bezug auf die F i g. 5 erläutert.

Der zwischen den festen und beweglichen Kontakten 21 bzw. 28 entstehende Lichtbogen 40 wird durch den elektrodynamischen Effekt zur Seite gedrängt, so daß sein FiLjpunkt von dem festen Kontakt 21 zu dem Abschnitt 32 oder 32' des ersten Schenkels wandert.

Der Lichtbogenstrom wird folglich zwischen dem beweglichen Kontakt 28, dem Abschnitt 32 oder 32' und dem Querglied 3 oder 3', welches elektrisch mit dem Kontakthalter verbunden ist, aufrecht erhalten.

Es wird folglich eine Verlagerung des Fußpunkts des Lichtbogens in Richtung zum Ende 30 des ersten Schenke!s 2 unterstützt.

Anzumerken ist hierbei, daß diese Versetzung durch das Vorhandensein eines parasitären Stroms verlangsamt bzw. gebremst wird, welcher durch das Querstück 3, den Abschnitt 32 und den den beiden Abschnitten 32, 32' gemeinsamen Abschnitt 36 strömt, wenn sich der Fußpunkt des Lichtbogens in den Abschnitt 32' verlagert.

Dieser parasitäre Strom ist jedoch sehr klein, und zwar einerseits wegen der Länge des Weges, den er zu durchlaufen hat, und andererseits wegen des Widerstands des Bereichs 36. Gleichwohl behält man in diesem Bereich 36 einen ausreichenden Querschnitt, um eine wirksame mechanische Verbindung zwischen den Abschnitten 32, 32' sicherzustellen, welche der seitlichen Verformung vorbeugt, der sie bei erhöhter Betriebstemperatur unterworfen sein können.

Wenn der Fußpunkt des Lichtbogens das Ende des ersten Schenkels erreicht, springt er auf die vertikale Verlängerung 5 des Ablenkers. In diesem Augenblick wird der Lichtbogenstrom über einen der Abschnitte 31 oder31' übertragen, und der Lichtbogen wird zum Ende 11 getrieben, wo er sich festhängt und dann vor seiner endgültigen Auslöschung durch die Löschplatten 34 geteilt wird.

Die beschriebenen Vorgänge sind am wirksamsten, wenn einerseits keinerlei Kontakt zwischen dem ersten Schenkel des Löschelementes entsteht und_ andererseits die Abstände c, d, b eingehalten werden. Überdies verbessert eine Entfernung der Querstücke 3 und 3' nach rechts in der Zeichnung die Wirkung der Stromschleife und diese Verbesserung wird dadurch möglich, daß die Querstücke zu beiden Seiten des Halters des festen Kontakts angeordnet sind und sich bis in die Nachbar-

schaft des beweglichen Kontaktträgers 24 erstrecken können.

Schließlich ist die Verwendung eines Eisenmetalls für das Löschclcment für die Qualität der beschriebenen Erscheinungen bevorzugt.

Da die wiederholten Lichtbogenerscheinungen eine beträchtliche und nicht homogene Erhöhung der Temperatur der verschiedenen Teile der Lichtbogenkammer hervorrufen, ist es wichtig, deren Verformungen zu begrenzen. Eine Verformung des Endes der ersten Sehen- kel des Löschelementes und des Halters nach oben in F i g. 3 wird durch den Ansatz 8 in der öffnung 10 verhindert. Wenn dieser Ansatz in Kontakt mit der inneren Wand der öffnung 10 gerät, dann ist der Kontaktwiderstand in diesem Bereich jedenfalls so schlecht, daß der parasitäre Strom, der sich an dieser Stelle ergibt, vernachlässigbar ist. Dies gilt auch für denjenigen, der sich dann ergibt, wenn das Ende 22 des Halters des festen Kontakts mit dem Ansatz 8 oder mit dem Bereich 30 in Eingriff tritt.

Zusätzlich wird das Wegdrücken des Halters des Kontakts in Richtung zu dem Schenkel 20 durch die Anwesenheit des Anschlags 12 begrenzt.

Durch die Erfindung wird ein Löschelement für Lichtbogen geschaffen, mit zwei parallelen Schenkeln und einem Steg, der in der Nachbarschaft des Halters des festen Kontakts verläuft, mit einem mit dem von dem Kontakt entfernten Ende des Schenkels verbundenen Ablenker, der dazu senkrecht steht und sich bis zur LöschKammer erstreckt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

50

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Löschen von Schaltlichtbögen, die zwischen einem beweglichen Kontakt und dem Kontaktplättchen eines festen Kontakts, welches auf dem äußeren freien Schenkel eines U-förmigen Kontakthalters mit zwei parallelen Schenkeln und einem gemeinsamen Steg in der Nähe dieses Stegs angebracht ist, auftreten, wobei ein Löschelement einerseits entsprechend dem Kontakthalter, mit dem es elektrisch und mechanisch verbunden ist und an dem es entlang verläuft. U-förmig gestaltet ist, und andererseits zwei seitliche Abschnitte aufweist, welche das Kontaktpiättchen umgeben, und bei dem diese Teile in einer mit Löschplatten ausgestatteten Löschkammer untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (2) des Löschelemie^ts (1), dessen Oberfläche etwa auf dem Niveau der Ebene des festen Kontaktes (21) ohne den benachbarten Schenkel (18) des Halters zu berühren angeordnet ist, einerseits an seinem freien Ende (30) einen Ansatz (8) und andererseits eine Ausnehmung (6,7) aufweist, welche den festen Kontakt umgibt und sich bis in die fc'ähe des Ansatzes hin verengt, daß nur der zweite Schenkel (4) des Löschelementes elektrisch und mechanisch mit demjenigen Schenkel (20) des Halters, der nicht den festen Kontakt trägt, verbunden ist, und daß ein mit dem Ende des zweiten Schenkels (4) des Löschelementes einstückiger dritter Schenkel /5) eine Öffnung (10) aufweist und sich senkrecht zu den anderen Schenkeln derart nach oben erstreckt daß sich einerseits sein Ende (U) im wesentlichen oberhalb der Ebene des ersten Schenkels befindet und in die Löschkammer (33) ragend deren erste Löschplatte bildet, und daß andererseits der Ansatz (8) durch die Öffnung (10) dringt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (6, 7) in einen Bereich (29) erstreckt, der von zwei schmalen seitlichen Abschnitten (3,3') des Steges der zwei Schenkel der Einrichtung umgeben ist und daß in dieser Ausnehmung (6, 7) der Steg (17) des Kontakthalters des festen Kontakts angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (10) des dritten Schenkels in einem von den beiden schmalen seitlichen Abschnitten (31, 31') umgebenen Bereich (16) bis zum zweiten Schenkel (4) des Löschelements erstreckt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (4) des Löschelements auf dem zweiten Schenkel (20) des Halters des festen Kontakts angeordnet ist und einerseits Gewindeöffnungen (14, 15) zu seiner Befestigung und andererseits einen Anschlag (12) aufweist, welcher sich bis in die Nähe der dem zweiten Schenkel zugewandten Oberfläche des ersten Schenkels (18) erstreckt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß"sie durch Biegen eines in einem Stück ausgeschnittenen magnetischen Bleches geformt ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Löschen von Schaltlichtbögen, die zwischen einem beweglichen Kontakt und dem Kontaktplättchen eines festen Kontakts, welches auf dem äußeren freien Schenkel eines U-förmigen Kontakthalters mit zwei parallelen Schenkeln und einem gemeinsamen Steg in der Nähe dieses Stegs angebracht ist, auftreten, wobei ein Löschdement einerseits entsprechend dem Kontakthalter, mit dem es elektrisch und mechanisch verbunden ist und an dem es

ίο entlang verläuft, ü-förmig gestaltet ist, und andererseits zwei seitliche Abschnitte aufweist, welche das Kontaktplättchen umgeben, und bei dem diese Teile in einer mit Löschplatten ausgestatteten Löschkammer untergebracht sind.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 12 07 027 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung sind die Löschelemente in der Nähe des Kontaktplättchens mit dem Kontakthalter verbunden und nach oben und in Richtung auf das Kontaktplättchen hin U-förmig gebogen. Ein beim Lösen der Kontakte entstehender Lichtbogen wandert seitlich aus und wird von den umgebogenen Rändern des Löschelementes übernommen und läuft am Löschelement entlang in Richtung auf eine Lichtbogenlöschkammer.

Durch die mechanische Befestigung des Löschelementes am Kontakthalter wird die bei der Entstehung und beim Entlanglaufen des Lichtbogens am Löschelement auftretende Wärme auf den Kontakthalter übertragen und bewirkt auf Dauer eine Verformung des Kontakthalters im Bereich des Kontaktplättchens und damit eine hohe Schahunsicherheit mit zunehmender Lebensdauer.

Eine weitere Einrichtung zum Löschen von Schaltlichtbögen ist aus der FR-PS 13 62 897 bekannt. Diese Einrichtung besteht aus einem länglichen Festkontaktträger, der an seinem einen Ende ein Gewinde zur Anbringung einer Klemme aufweist und an seinem anderen Ende mit einem Kontaktp!ättche»r »ersehen ist. Dieses zweite Ende wird von einer U-förmigen Lichtbogenführung umschlossen, die aus zwei seitlichen Schenkeln und einer diese seitlichen Schenkel verbindenden Brükke besteht. Diese Brücke liegt in der gleichen Ebene wie das Kontaktplättchen und ist diesem benachbart. Die U-förmige Lichtbogenführung weist an den von der Brücke entfernten Enden der seitlichen Schenkel jeweils einen Vorsprung auf, der im montierten Zustand den Festkontaktträger seitlich in der Nähe des mit dem Kontaktplättchen versehenen Endes berührt und eine elektrische Verbindung zwischen Lichtbogenführung und Festkontaktträger herstellt. Bis auf diese beiden Berührungspunkte ist die U-förmige Lichtbogenführung vom Kontaktplättchen bzw. vom Festkontaktträger beabstandet oder gegen den Festkontaktträger isoliert. Oberhalb der U-förmigen Lichtbogenführung ist eine Reihe von einander beabstandet angeordneter Metallplatten als Lichtbogenlöscheinrichtung angebracht.

Beim Entfernen eines beweglichen Kontaktes von Kontaktplättchen des Festkontaktes springt ein Lichtbogen vom Festkontaktplättchen auf die U-förmige Lichtbogenführung über, wobei der Strom durch die Seitenwangen der U-förmigen Lichtbogenführung über den Vorsprung in den Festkontakthalter fließt. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß an den Kontaktstellen zwischen U-förmiger Lichtbogenführung und Festkontakthalter eine große Wärmeentwicklung stattfindet, die sogar zum Verschweißen der Vorsprünge mit dem Festkontaktträger führt. Eine derartige Wärmcentwicklung führt außerdem zu einer Verformung des Festkon-