DE2913795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Unterbrechungsvor­ richtung mit Strombegrenzung, bei der ein feststehender Kon­ takt an einem ersten Ablenkorgan befestigt ist, das sich bis zu einem ersten Ende einer Reihe von Platten zur Zerteilung des Lichtbogens erstreckt, während sich ein in einer Unter­ brechungszone beweglicher Kontakt in seiner geöffneten Stel­ lung in Nähe eines zweiten Ablenkorgans befindet, das sich bis zu einem zweiten Ende der Plattenreihe erstreckt und bei der die Platten in Ebenen angeordnet sind, die zu der Be­ wegungszone des beweglichen Kontakts senkrecht sind, wäh­ rend Abschnitte des ersten und des zweiten Ablenkorgans, die zwischen der Plattenreihe und der Unterbrechungszone sich er­ strecken, auf die Unterbrechungszone zu konvergieren, indem sie mit der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontakts einen bestimmten Winkel bilden, und zur Unterstützung der Bewegung des Lichtbogens auf die Platten zu eine magnetische Vorrich­ tung zum Blasen des Lichtbogens vorgesehen ist.

Eine derartige Unterbrechungsvorrichtung ist aus der US-PS 31 78 545 bekannt. Die bei dieser bekannten Vorrichtung vor­ gesehene Blasvorrichtung wird von zwei horizontal verlaufen­ den, zu den beiden Ablenkorganen führenden Leitern bewirkt. Aufgrund der sich dabei ergebenden Relativlage zwischen die­ sen Leitern und der Unterbrechungszone kann jedoch nur eine sehr geringe Blaswirkung erzielt werden.

Aus der US-PS 25 55 799 ist eine elektrische Unterbrechungs­ vorrichtung bekannt, bei der zwar keine speziellen Ablenkor­ gane verwendet sind, die jedoch mit Leiterschleifen zum Blasen des Lichtbogens ausgestattet ist. Diese Leiterschlei­ fen sind mit deutlichem Abstand seitlich neben der Trenn­ strecke gelegen, wodurch sich nur eine vergleichsweise schwa­ che Blaswirkung erzielen läßt. Die Leiterschleifen sind so angeordnet, daß sie den Lichtbogen am Entstehungsort und im weiteren Verlaufe seiner Bewegung zu den Kühlelementen beeinflussen. Der Lichtbogen wird dabei von mehreren Leiterschleifen zu den Kühlelementen bewegt.

Aus der US-PS 31 77 325 ist eine elektrische Unterbrechungs­ vorrichtung bekannt, bei der das Zuleitungselement zu einem der beiden Ablenkorgane die Trennstrecke schleifenartig um­ schließt. Diese Schleife ist dabei derart ausgebildet, daß der sich beim Trennen der Kontakte ausbildende Lichtbogen zu­ nächst ohne Unterstützung längs der Ablenkorgane hochsprin­ gen muß und erst dann ein Strom in der Blasschleife fließen kann. Dies kann dazu führen, daß der Lichtbogen in unerwünsch­ ter Weise relativ lange hängen bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrische Unterbrechungs­ vorrichtung der eingangs angegebenen Art mit einer besonders wirksamen Blasvorrichtung zu versehen, die sicherstellt, daß ein Stehenbleiben des Lichtbogens oder eine unerwünschte Ver­ langsamung der Bewegung der Lichtbogenfüße längs der Ablenk­ organe vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß eine erste, die Unterbrechungszone unmittelbar umgebende Blasschleife vorhanden ist, die einen den Festkontakt tragen­ den Endabschnitt des ersten Ablenkorgans und einen in Rich­ tung des beweglichen Kontakts verlaufenden ersten Abschnitt eines Leiters umfaßt, und daß mindestens eine zweite, bis in den Bereich der Platten wirksame Blasschleife vorgesehen ist, die von den beiden Ablenkorganen und dem außerhalb des zweiten Ablenkorgans und quer zu den Platten verlaufenden Leiter gebildet ist.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Kleinheit der ersten Blasschleife und die Ausbildung dieser Schleife unmit­ telbar im Lichtbogenbereich eine sehr starke Auftriebskraft entstehen läßt, die sicherstellt, daß der Lichtbogen sehr schnell auf die Ablenkorgane überspringt. Die geringe Selbst­ induktivität der Blasschleifen begünstigt dabei das Hochstei­ gen des Lichtbogens.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die folgende Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen, bei der auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Lichtbogenkammer in der Bewe­ gungsebene des beweglichen Kontakts,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Unterbrechungsvorrichtung mit einer Kontaktbrücke mit doppelter Unterbrechung und mit zwei Lichtbogenkammern,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit einfacher Unterbrechung, bei der die Rippen nicht parallel sind,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Kammer von Fig. 1 ohne das zweite Ablenkorgan und dem beweglichen Kontakt,

Fig. 5 die Darstellung der Form einer den Ablenkorganen be­ nachbarten Rippe,

Fig. 6 und 7 Darstellungen einer besonderen Ausführungsform eines Ablenkorgans und

Fig. 8 und 9 die Darstellung eines der Unterbrechungszone zugeordneten, magnetischen Teils.

Eine Unterbrechungskammer 50 (Fig. 1) besitzt einen festste­ henden Kontakt 1 und einen beweglichen Kontakt 5, der an einem leitenden Kontaktträger 33 befestigt ist, der sich in der Ebene von Fig. 1 bewegt. Diese Kontakte bilden in der dargestellten Stellung, die der geöffneten Stellung ent­ spricht, zwischen sich eine Unterbrechungszone 11. Der fest­ stehende Kontakt 1 ist an einem Ende 21 eines ersten Lichtbo­ genablenkorgans 4 angeordnet, an das ein geneigter Abschnitt 9, der mit der Bewegungsrichtung F des beweglichen Kontakts einen Winkel a bildet, und anschließend ein Abschnitt 2 an­ schließt, der sich in der Nähe eines ersten Endes 3 einer Reihe von von Rippen 32 zur Zerteilung des Lichtbogens er­ streckt. Ein zweites Lichtbogenablenkorgan 6 besitzt ein En­ de 25, das sich in der geöffneten Stellung des beweglichen Kontakts 5 in dessen Nähe befindet und an das ein geneigter Abschnitt 10, der mit der Richtung F einen Winkel β bildet, und anschließend ein Abschnitt 7 anschließt, der sich in der Nähe eines zweiten Endes 8 der Rippenreihe erstreckt. Die Ab­ schnitte 9 und 10 konvergieren etwa auf die Unterbrechungszo­ ne 11 zu.

Jede Rippe der Reihe 32 besitzt einen massiven Teil 17 und einen gegabelten Teil 19, der auf die Unterbrechungszone zu gerichtet ist (vgl. auch Fig. 4). Bei der in Fig. 1 gezeig­ ten Ausführungsform sind die Rippen zueinander parallel und zu F senkrecht angeordnet, während die Ebene Q der etwa in der Mitte der Reihe 32 befindlichen Rippe 12 durch die Un­ terbrechungszone läuft.

Die magnetische Blasvorrichtung besteht aus mindestens einem Leiter 20, der außerhalb der Unterbrechungskammer 50, und zwar beispielsweise außerhalb von parallelen, isolierenden Wangen 49, 51, in einer seitlichen Ebene R bzw. R′ verläuft, die zu der Ebene P im wesentlichen parallel ist, in der sich der beweg­ liche Kontakt 5 bewegt (vgl. insbesondere Fig. 4 und Fig. 8). Dieser Leiter ist mit einem Ende 22 eines Bereichs 21 des ersten Ablenkorgans 4 verbunden, das den feststehenden Kontakt 1 trägt. Dieses Ende 22 wird von einer Verlängerung des Bereichs 21 gebildet, die sich auf der den Rippen entgegengesetzten Seite erstreckt. Die Gründe hierfür werden noch erläutert.

In einem ersten Abschnitt 18, der auf den mit dem Ende 22 ver­ bundenen Teil folgt, läuft der Leiter 20 außerhalb der Unter­ brechungszone und bildet eine Stromschleife mit dem Lichtbogen (Weg A B C D E) und folgt dann einem Weg 14, der sich außer­ halb von dem Weg 15 befindet, auf welchem sich der Lichtbogen­ fußpunkt auf dem geneigten Abschnitt 10 des zweiten Ablenkorgans 6 bewegt; schließlich beschreibt der Leiter 20 eine Biegung 23, so daß sein Abschnitt 16 gegenüber dem massiven Teil 17 der Rippen verläuft.

Die Bedeutung dieser verschiedenen Maßnahmen erklärt sich aus dem Ergebnis, das man durch die wechselseitige Wirkung des Stroms des Lichtbogens und des in dem Leiter der Schleife fließenden Stroms erhält.

In der Unterbrechungszone 11, in der der Lichtbogen 40 auf­ tritt (vgl. Fig. 1), stellt man fest, daß das von der kleinen Schleife zwischen 18, 22, 21, 40 und 5 erzeugte magnetischen Feld in­ folge des Vorhandenseins der Stromschleife A, B, C, D, E eine Bewegung des Lichtbogens auf die Rippen zu bewirkt. Sobald der Lichtbogen 41, den man durch magnetisches Blasen des vorher­ gehenden Lichtbogens erhält, die Bewegung eines Lichtbogen­ fußpunktes auf dem Abschnitt 10 des zweiten Ablenkorgan bewirkt, wird dieser Lichtbogenfußpunkt einer elektrodynamischen Kraft aus­ gesetzt, die wirksam seine Bewegung in Fig. 1 nach oben be­ wirkt, wenn der Weg 15, dem er längs des Ablenkorgans folgt, im Inneren der Schleife angeordnet ist, durch die ein Strom über 14, 18, 22, 21, 9, 41, 15 und 25 fließt und die sich über leitende Teile 52, 54 schließt, die entweder (im Fall einer einfachen Unterbrechung) mit dem beweglichen Kontakt­ träger 33 oder (im Fall einer zweifachen Unterbrechung) über das Teil 24 mit einem anderen zweiten Ablenkorgan verbunden sind (Fig. 2).

Wenn der betreffende Lichtbogenfußpunkt sich längs des zweiten Ab­ lenkorgans bewegt, bewegt sich der andere Lichtbogenfußpunkt längs des ersten Ablenkorgans, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Lichtbogen an dem gegabelten Teil 19 der Rippen 32 zerteilt wird. Wenn der Abschnitt 16 sich vor dem gegabelten Teil befin­ den würde, so wäre der Lichtbogen bestrebt, sich parallel zu diesem Abschnitt zu verharren und sein Eindringen in das Innere der Rippen sowie seine Abkühlung wären beträchtlich beeinträchtigt. Dank der für den Abschnitt 16 des Leiters 20 ge­ wählten Stellung, der sich vor dem massiven Teil der Rippen befindet, ist der Lichtbogen bestrebt, sich bis in die Räume 42 zwischen den massiven Teilen der Rippen auszudehnen, so daß seine Zer­ teilung und seine Abkühlung besser gewährleistet werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung im Falle einer Vorrichtung mit zweifacher Unterbrechung. Hierbei sind die Bau­ teile von Fig. 1, die dieselben Funktionen haben, mit denselben Bezugszahlen versehen. Zwei Kammern 30, 30′, die so wie die oben beschriebene Kammer ausgebildet sind, sind jeweils einem von zwei beweglichen Kontakten 5, 35 zugeordnet, die von einer Kontakt­ brücke 34 getragen werden, die sich gleichzeitig mit dem ihr zugeordneten, isolierenden Kontaktträger 31 in der Richtung F ₁ bewegen kann. An den Enden der Brücke sind in Nähe der Kon­ takte 5, 35 zwei Lichtbogenhörner 28, 29 vorgesehen, die eine bessere Übertragung des Lichtbogenfußes auf das Ende 25 des zweiten Ablenkorgans 6 zu gestatten.

Da das Ende 25 des zweiten Ablenkorgans der Kammer 30 mit dem entsprechenden Ende 25′ des zweiten Ablenkorgans 6′ der Kam­ mer 30′ elektrisch verbunden sein muß, besitzt der Steg 24, der die beiden Enden miteinander verbindet, zwei Öffnungen 26, 27, die den Durchgang der beiden Hörner gestatten.

Der Steg 24, dessen zentraler Bereich parallel zu der Kontakt­ brücke und unter dieser verläuft, ist mit den Enden 25, 25′ durch zwei geneigte Bereiche 36, 37 verbunden, in denen die obenerwähnten Öffnungen vorgesehen sind.

Diese geneigten Bereiche bilden mit der Richtung F oder F ₁ einen Winkel γ, der nahe bei 90° liegt, damit die in den Bereichen 36 und 37 zu beiden Seiten der Öffnungen fließen­ den Ströme nicht ein magnetisches Störfeld erzeugen, dessen Richtung eine Bremsung des Lichtbogenfußes, wenn dieser be­ ginnt sich längs des zweiten Ablenkorgans zu bewegen, oder sogar ein Anhalten dieses Lichtbogenfußes auf dem Ende 25 bewirken würde.

Die soeben beschriebenen Maßnahmen können auch auf eine Kammer mit einfacher Unterbrechung, die entweder in Fig. 1 oder in Fig. 3 dargestellt ist, angewandt werden. In die­ sem Fall wäre der Bereich 24 mit dem sich geradlinig oder kreisförmig bewegenden Kontaktträger 33 beispielsweise über eine leitende Litze 52 elektrisch verbunden.

Fig. 3 zeigt eine Blaskammer für eine Vorrichtung mit ein­ facher Unterbrechung, bei der die oben beschriebenen Maß­ nahmen auf eine Reihe von Rippen 32′ angewendet werden, die bezüglich der Unterbrechungszone radial angeordnet sind. In diesem Fall besitzen das erste Ablenkorgan 4′ und das zweite Ablenkorgan 6′ keine Endabschnitte, die mit den Enden 2, 7 von Fig. 1 vergleichbar sind.

Wenn die Lichtbogenspannung durch mehrfaches Zerteilen des Lichtbogens erhöht werden soll, muß die Anzahl der Rippen erhöht werden. Hierbei kann es geschehen, daß die Schenkel 38, 39 der Gabel 19 der Rippen 3 und 8, die an den Enden der Rippenreihe 32 angeordnet sind, in einem solchen Abstand von den Abschnitten 9 und 10 der beiden Ablenkorgane angeordnet sind, daß der Lichtbogen nicht bis zu dem Boden 43 der Gabeln eindringen kann (vgl. Fig. 1 und 4).

Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind mindestens die Schen­ kel 38, 39 der Rippen 2 und 8 so beschnitten, daß sie in einem ausreichenden Abstand von den Ablenkorganen entfernt bleiben (vgl. Fig. 5).

In demselben Bereich werden zweckmäßigerweise zwischen den geraden Abschnitten 2 und 9 bzw. 7 und 10 der Ablenkorgane abgerundete Verbindungen 48, 54 vorgesehen, die etwa in der Verlängerung der Böden 43 der Gabeln 19 liegen.

Bei einer Ausführungsform, die einerseits die Verwendung von Endrippen gestattet, die genauso wie die anderen Rippen aus­ gebildet sind, und andererseits die Beschleunigung der Licht­ bogenfußpunkte ermöglicht, besteht mindestens eines der Ablenk­ organe 4 (beispielsweise das erste Ablenkorgan) aus einem flachen Leiter 53, der aus einem dünnen Blech ausgeschnit­ ten ist, dessen Ebene in der Ebene P liegt (vgl. Fig. 6).

Der Unterbrechungszone 11 kann zweckmäßigerweise ein U-för­ miges magnetisches Teil 44 (Fig. 8 und Fig. 9) zugeordnet werden, dessen Schenkel 46 und 45 von mehr oder weniger großer Länge (l ₁, l ₂) etwa in den Ebenen R und R′ liegen und dessen Basis 47, die die beiden Schenkel miteinander verbindet, außerhalb dieser Zone, beispielsweise auf der dem feststehenden Kontakt entgegengesetzten Seite angeord­ net ist.

Claims (9)

1. Elektrische Unterbrechungsvorrichtung mit Strombegrenzung, bei der ein feststehender Kontakt an einem ersten Ablenk­ organ befestigt ist, das sich bis zu einem ersten Ende einer Reihe von Platten zur Zerteilung des Lichtbogens erstreckt, während sich ein in einer Unterbrechungszone beweglicher Kontakt in seiner geöffneten Stellung in Nähe eines zweiten Ablenkorgans befindet, das sich bis zu einem zweiten Ende der Plattenreihe erstreckt, und bei der die Platten in Ebenen angeordnet sind, die zu der Bewegungsebene des beweglichen Kontakts senkrecht sind, während Abschnitte des ersten und des zweiten Ablenkorgans, die zwischen der Plattenreihe und der Unterbrechungszone sich erstrecken, auf die Unterbrechungs­ zone zu konvergieren, indem sie mit der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontakts einen bestimmten Winkel bilden, und zur Unterstützung der Bewegung des Lichtbogens auf die Platten zu eine magnetische Vorrichtung zum Blasen des Lichtbogens vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, die Unterbrechungszone unmittelbar um­ gebende Blasschleife vorhanden ist, die einen den Fest­ kontakt (1) tragenden Endabschnitt (21) des ersten Ab­ lenkorgans (4) und einen in Richtung des beweglichen Kon­ takts (5) verlaufenden ersten Abschnitt (18) eines Leiters (20) umfaßt, und daß mindestens eine zweite, bis in den Bereich der Platten (32) wirksame Blasschleife vorgesehen ist, die von den beiden Ablenkorganen (4, 6) und dem außerhalb des zweiten Ablenkorgans (6) und quer zu den Platten (32) verlaufenden Leiter (20) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (32) jeweils einen massi­ ven Teil (17) und einen zur Unterbrechungszone gerichteten, gegabelten Teil (19) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (32) zueinander parallel sind, daß jedes Ablenkorgan (4, 6) durch einen zu den Platten parallelen Abschnitt (2, 7) verlängert ist und daß die ge­ bogenen Bereiche (48, 54) zwischen den parallelen Abschnitten und den konvergierenden Abschnitten etwa mit den Böden (43) der gegabelten Teile (19) der Platten (32) in einer Linie liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das der Unterbrechungs­ zone (11) benachbarte Ende (25) des zweiten Ablenkorgans (6) durch einen Bereich (36) verlängert ist, der mit der Bewegungsrichtung (F) des beweglichen Kontakts (5) einen Winkel γ bildet, der nahe bei 90° liegt, und daß der Bereich (36) eine Öffnung (26) zum Durchgang eines Licht­ bogenhorns (28) besitzt, das an dem Ende des beweglichen Kontaktträgers (33) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei gleich ausgebildete Kammern (30, 30′) einer gemeinsamen Kontaktbrücke (34) zugeordnet sind und daß die entsprechenden Bereiche (36, 37) durch einen gemeinsamen Abschnitt (24) miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegabelte Teil (19) der den Ablenkorganen benachbarten Platten (3, 7) so beschnitten ist, daß er von den Ablenkorganen so weit entfernt bleibt, daß der Lichtbogenfußpunkt nicht mit ihm in Berührung kommt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das erste Ablenkorgan (4) aus einem dünnen, ausgeschnittenen Blech (53) besteht, das hochkant in der Bewegungsebene (P) des beweglichen Kontakts angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen der Platten (32′) auf die Unterbrechungszone (11) zu konvergieren.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Kammer (50) ein U-förmiges ferromagnetisches Teil (44) angeordnet ist, das einerseits zwei parallele Schenkel (45, 46), die sich etwa in den Ebenen (R, R′) der die Unterbrechungszone umgebenden Schleifen erstrecken, und andererseits einen gemeinsamen Steg (47) besitzt, der auf der dem feststehenden Kontakt (1) entgegengesetzten Seite angeordnet ist.