DE3031549A1

DE3031549A1 - Kontakt- und loescheinrichtung fuer elektrische schaltgeraete

Info

Publication number: DE3031549A1
Application number: DE19803031549
Authority: DE
Inventors: Peter 8755 Wasserlos Flohr; Bernd Dipl.-Ing. 8756 Kahl Willems
Original assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Current assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1982-04-01

Description

Kontakt- und Löscheinrichtung
für elektrische Schaltgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung und Löscheinrichtung in der Anwendung auf Hochleistungs-Schaltgeräte. Wie diesbezüglich in der DE-PS 24 23 207 und 25 04 954 dargelegt ist, besteht eine solche Einrichtung z.B. bei elektrischen Selbstschaltern in Kleinformat aus einem neben dem als Schlagankersystem ausgefUhrte3 elektromagnetisches Auslöseorgan angeordneten Löschblechpaket, welches stirnseitig an je einer Verlängerung seiner beiden Lichtbogenleitbleche durch den von Seiten der Sprungwerkmechanik zu betätigenden Schaltkontakt überbrückt wird.
Eine derartige Einrichtung ist in fertigungstechnischer Beziehung damit belastet, daß sich die verwendeten Bauelemente nur relativ aufwendig herstellen lassen, um danach als solche genauso zeitraubend montiert werden zu müssen, was das betreffende Schaltgerät (als Massenartikel) nicht unwesentlich verteuert. Um in dieser Beziehung zu praktikableren und zugleich kostengünstigeren Verhältnissen zu gelangen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einzelteile der diversen Bauelemente nach Möglichkeit konstruktiv zusammenzufassen, als solche montagegerechter auszubilden und auch funktionell zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Kontakt- und Löscheinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Erregerwicklung des Auslöseorgans rahmenförmig umschließende Magnetjoch in Verbindung mit dem hornartig ausgebildeten Pestkontaktstück und von dort in das eine der Lichtbogenleitbleche auslaufend, insgesamt einstückig aus einem veredelten Stahlblechstreifen gestanzt und gefaltet ist.
Ein derartig ausgebildetes Montageteil ermöglicht es auf einfache Weise, den abgefederten Schlaganker und die ihn umgebende Erregerspule mit Hilfe des Magnetkerns innerhalb des Jochrahmens zu haltern. Hierzu wird ein buchsenförmiger Ansatz des den Schlaganker führenden Magnetkerns lediglich stirnseitig mit den sich überlappenden Schenkeln des Magnetjochs vernietet. Auf diese Weise entsteht ein fertiges Montage element, welches das gesamte Auslöseorgan, das Festkontaktstück sowie eines der beiden Lichtbogenleitbleche miteinander kombiniert, um dergestalt in das entsprechend ausgebildete Schaltergehäuse eingesetzt werden zu können. Zuvor braucht nur noch das eine Ende der Erregerspule mit der von außen zugänglichen Anschlußklemme verbunden werden, während das andere Spulenende in unmittelbarer Nähe der Festkontaktstelle mit dem Magnetjoch verschweißt wird.
Demgegenüber ist das auf der gegenüberliegenden Seite des Löschblechpakets vorgesehene Leitblech aus veredeltem Stahlblech nicht nur als typische Laufschiene für den Schaltlichtbogen ausgebildet, sondern noch hinzu an seinem äußeren Ende mit einer Abwinklung versehen, die von der anderen Anschlußklemme des Schaltgeräts kontaktschlüssig erfaßt wird. Aufgrund dessen entfällt die bisher übliche Stromführung über das vorhandene Bimetall-Auslöseorgan und das Schwenkkontaktstück, womit die betreffende Laufschiene auf ein höheres Potential gelangt, was das Ablaufen des Lichtbogens in die Löscheinrichtung begünstigt.
In diesem Zusammenhang erfolgt die (Schneiden-)Lagerung des beweglichen Schwenkkontaktstücks elektrisch isoliert in der Einkerbung eines Gehäuseansatzes oberhalb der Laufschiene.
Demgemäß ist die Laufschiene unmittelbar vor dieser Lagerstelle des Schwenkkontaktstücks in sich selbst mit einer nasenförmigen Aufbuchtung versehen, um den Schaltlichtbogen weitgehend ungehindert in Richtung des Löschblechpakets ablaufen zu lassen.
Darüber hinaus bildet das Trägerteil für den Bimetallstreifen zugleich den Halterungsbügel für die schraubbare Buchsenklemme.
Dabei wird dieses Trägerteil an beiden Seiten in Schlitzungen von zwei Krimpansätzen der Laufschienenabwinklung durchgriffen und mit Hilfe derselben an der Abwinklung und zur gleichen Zeit an dem Schaltergehäuse bzw. an dessen Abdeckung befestigt.
Das innerhalb der Schaltkammer zwischen dem Bimetallstreifen und dem hornartig vorstehenden Festkontaktstück vor der Stirnseite des Löschblechpakets isoliert auf der Laufschiene gelagerte Schwenkkontaktstück stellt sich ebenfalls als längsseitig mit Abwinklungen versehenes Funktionselement aus veredeltem Stahlblech dar. Hierbei greift in Nähe der eigentlichen Kontakt(berührungs-)stelle der Spannbügel der Sprungwerkmechanik ein und an dem darüber hinaus freistehenden Ende des Kontaktstücks deren Auslöseglied an. Die elektrische Verbindung mit dem Bimetallstreifen erfolgt über eine flexible Litze, die unmittelbar an der vorzugsweise silberplattierten Kontaktstelle mit dem Schwenkkontaktstück verschweißt ist, während die Litze oberhalb dieser Schweißstelle nochmals zugunsten ihrer Ausrichtung gehaltert werden kann.
Des weiteren ist für den Abschaltvorgang von Belang, daß die Unterbrechungsstelle zwischen dem hornartigen Festkontaktstück und dem beweglichen Schwenkkontaktstück entgegen der vorgesehenen Laufrichtung für den entstehenden Schaltlichtbogen durch den aus Kunststoff bestehenden Spannhebel der Sprungwerkmechanik abgedeckt wird, wodurch sich eine Prallfläche bildet, die den sich beim Öffnen der Kontaktstrecke bildenden Lichtbogen aufgrund des Rückstaus und der Gasabspaltung strömungsmäßig dazu veranlaßt, äußerst schnell mit seinen beiden Fußpunkten von der Unterbrechungsstelle weg entlang den Kontaktstücken - und ohne springen zu müssen - auf die beiden Leitbleche und in das Löschblechpaket abzuwandern.
In der anliegenden Zeichnung sind die bestimmenden Nerkmale der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei beschränkt sich die Darstellung ungeachtet der sonstigen Ausbildung des betreffenden Schaltgeräts vornehmlich auf die zum Verständnis der Erfindung ausreichenden Einrichtungen; die weitere Ausführung kann dem Fachmann in Anbetracht bereits vorhandener Lösungen anheimgestellt bleiben.
Nach der Zeichnung setzt sich die Kontakt- und Löscheinrichtung gemäß der Erfindung aus dem elektromagnetischen und dem elektrothermischen Auslöseorgan 1 bzw. 2 in der Wirkung auf die vor der Stirnseite des Löschblechpakets 3 angeordnete, aus dem Pestkontaktstück 4 und dem beweglichen Schwenkkontaktstück 5 bestehende Kontaktanordnung zusammen. Zudem erfolgt der (manuelle) Ein- und Ausschaltvorgang sowie die jeweilige Kurzschluß- bzw. Überstromauslösung des Schaltgeräts vermittels einer hier nicht näher berücksichtigten Sprungwerkmechanik 6 bekannter Art und Ausführung.
Wie aus der Darstellung im einzelnen ersichtlich, bilden das Magnetjoch 1a des Auslöseorgans 1 in Verbindung mit dem hornartigen Festkontaktstück 4 und dem anschließenden Lichtbogenleitblech 3a des Löschblechpakets 3 ein zusammenhängendes Nontageteil, z.B. aus kupferplattiertem Stahlblech. Innerhalb des hierbei rechteckig-rahmenförmig gefalteten Magnetjochs 1a werden der in seiner Schlagrichtung abgefederte Anker 1b und die ihn einlagig umwindende Erregerspule 1c aus eloxiertem Aluminiumdraht vermittels des Magnetkerns 1d gehaltert, der zu diesem Zweck an der Stirnseite des Auslöseorgans 1 mit den sich überlappenden Faltschenkeln des Magnetjochs 1a vernietet ist. Diese vorgefertigte Baueinheit braucht lediglich in das entsprechend profilierte Kunststoffgehäuse des Schaltgeräts eingesetzt zu werden, wobei die Enden der Erregerspule 1c einerseits in unmittelbarer Nähe der Kontaktberührungsstelle mit dem Magnetjoch 1a und andererseits mit der außengelegenen Anschlußklemme 7a verschweißt werden.
Das auf der gegenüberliegenden Seite des Löschblechpakets 3 vorhandene Leitblech 3b aus kupferplattiertem Stahlblech verfügt an seinem äußeren Ende zur Verbindung mit der Anschlußklemme 7b über eine T-ähnliche Abwinklung 3c. Dabei ist der längere Schenkel dieser Abwinklung 3c auf Höhe der Anschlußklemme 7b an beiden Seiten mit je einem Krimpansatz 3d versehen. Diese beiden Krimpansätze 3d dienen dazu, das zugleich als Klemmbügel 2a für die schraubbare Anschlußklemme 7b ausgeführte Trägerteil 2b für den Bimetallstreifen des elektrothermischen Auslöseorgans 2 in Schlitzungen eng zu durchgreifen und die beiden Teile (3c und 2b) bei der Montage vermittels der Verkrimpung an der Wandung des Gehäuses bzw. an dessen Abdeckung zu befestigen.
Darüber hinaus verfügt dieses Leitblech 3b in seiner Eigenschaft als Laufschiene für den Lichtbogen im Bereich der Lagerstelle des Schwenkkontaktstücks 5 über eine nasenförmige Aufstauchung 3e, wodurch sich dem von der Kontaktunterbrechungsstelle entlang dem Schwenkkontaktstück 5 in Richtung des Löschblechpakets 3 ablaufenden Schaltlichtbogen praktisch keine Unterbrechungs- bzw. Sprungstelle in den Weg stellt. Letzteres ist insofern von Bedeutung, als die Erfindung eine direkte Verbindung des Leitblechs 3b mit der Anschlußklemme 7b vorsieht. Demgemäß erfolgt die Lagerung des Schwenkkontaktstücks 5 elektrisch isoliert auf dem Leitblech 3b, und zwar in der Einkerbung eines Gehäuseansatzes 5a, der zugleich einer Halterung des darunter geschobenen Leitblechs 3b im Gehäuse dient.
Des weiteren besteht das Schwenkkontaktstück 5 ebenfalls aus kupferplattiertem Stahlblech und verfügt an seiner Berührungsstelle mit dem Festkontaktstück 4 über eine Silberauflage. Zudem erfolgt an dieser Stelle die Verschweißung mit der flexiblen Litze 5b, über die das schwenkbewegliche Kontaktstück 5 entlang seinem freistehenden Ende elektrisch mit dem Bimetallstreifen des elektrothermischen Auslöseorgans 2 in Verbindung steht.
Das Ablaufen des Schaltlichtbogens von der Kontaktunterbrechungsstelle betreffend, wird dieser Vorgang in erster Linie nach strömungstechnischen Gesichtspunkten durch eine Prallfläche bestimmt, die der aus Kunststoff bestehende Spannhebel 8 dem entstehenden Lichtbogen von Seiten der Sprungwerkmechanik 6 entgegenstellt. Durch diese Prallfläche werden die Lichtbogengase zusammen mit den infolge hoher Hitzeeinwirkung aus dem Kunststoffteil 8 austretenden Gasen zurückgeworfen und explosionsartig in die (offene) Gegenrichtung getrieben.
Dementsprechend wandert der Lichtbogen sofort nach seinem Entstehen und unter hoher Geschwindigkeit mit beiden Pußpunkten entlang den Kontaktstücken 4 und 5 auf die Leitbleche 3a, 3b und das Löschblechpaket 3 zu, um an dessen Stirnseite in eine Vielzahl von Teillichtbögen aufgespalten und im weiteren Verlauf zwischen den Blechen gekühlt, entionisiert und gelöscht zu werden.

Claims

Patentansprüche Kontakt- und Löscheinrichtung für elektrische Schaltgeräte, bestehend aus einem neben dem als Schlagankersystem ausgeführtes elektromagnetisches Auslöseorgan angeordneten Löschblechpaket, welches stirnseitig an je einer Verlängerung seiner beiden Lichtbogenleitbleche durch den von Seiten der Sprungwerkmechanik zu betätigenden Schaltkontakt überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Erregerwicklung (lc) des Auslöseorgans (1) rahmenförmig umschließende Magnetjoch (ia) in Verbindung mit dem hornartig ausgebildeten Festkontaktstück (4) und von dort in das eine der Lichtbogenleitbleche (3a) auslaufend, insgesamt einstückig aus einem veredelten Stahlblechstreifen gestanzt und gefaltet ist.
2. Kontakt- und Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung von einer um die innerhalb des Magnetjochs (la) gehalterte Schlagwerkmechanik gewundenen Spule (lc) gebildet wird, die an ihrem einen Ende in unmittelbarer Wähe der Festkontaktstelle (4) mit dem Magnetjoch (ia) und an ihrem anderen Ende mit der von außen her zugänglichen Anschlußklemme (7a) verschweißt ist.
3. Kontakt- und Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Leitblech (3b) aus einem veredelten Stahlblechstreifen besteht und als Lichtbogenlaufschiene in Nähe des Schwenkkontaktstücks (5) mit einer vorstehenden Ablaufnase (3e) sowie an seinem äußeren Ende mit einer im Gehäuse verankerten Abwinklung (3c) versehen ist, die mit der anderen Anschlußklemme (7b) leitend verbunden ist.
4. Kontakt- und Löscheinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-mechanische Verbindung zwischen dem leitblech (3b) und der Anschlußklemme (7b) mit Hilfe eines die Verankerungsansätze (3d) der Abwinklung (3c) durch Schlitze übergreifenden Trägerteils (2b) für das elektrothermische Auslöseorgan (2) erfolgt, und daß die Abwinklung (3c) zugleich eine Stellschraube für die Justierung des Bimetallstreifens (2) in sich aufnimmt.
5. Kontakt- und Löscheinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus veredeltem Stahlblech geformte und an seinem freien Ende von Seiten der Sprungwerkmechanik (6) betätigte Schwenkkontaktstück (5) auf dem Leitblech (3b) isoliert in der Einkerbung eines Gehäuseansatzes (5a) gelagert ist.
6. Kontakt- und Löscheinrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkkontaktstück (5) direkt an der ggf. zusätzlich mit einer Silberauflage versehenen Kontakt(berührungs-)stelle über eine flexible Litze (5b) mit dem Bimetallstreifen (2) verbunden ist.
7. Kontakt- und Löscheinrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstelle zwischen dem Festkontaktstück (4) und dem Schwenkkontaktstück (5) entgegen der Laufrichtung des entstehenden Schaltlichtbogens durch eine Prallfläche des aus Kunststoff bestehenden Spannhebels (8) der Sprungwerkmechanik (6) abgedeckt ist.