DE3630447A1 - Lichtbogenloescheinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Betätigung von Schaltkontakten in elektrischen Schaltgeräten bildet sich beim Öffnen der Kontaktstelle, d.h. beim Auseinanderziehen der Kontaktstücke, ein Schaltlichtbogen, dessen Größe und Intensität mit höhe­ rer Stromstärke zunimmt. Derartige Schaltlichtbögen sol­ len schnell von den Kontaktstücken abkommutieren und in einer hierzu vorgesehen Löscheinrichtung gelöscht wer­ den.

Es sind daher seit langem Maßnahmen zur Unterdrückung bzw. zur Löschung der sogenannten Schaltlichtbögen in elektrischen Schaltgeräten bekannt.

Eine Lichtbogenlöscheinrichtung ist aus der EP-A-01 64 632 bekannt geworden, bei der ein aus über­ einanderliegend angeordneten Löschblechen gebildetes Löschblechpaket seitlich und rückwärtig, d.h. auf der der Kontaktstelle entgegengesetzten Stirnseite des Löschblechpakets, von Wandungen umhüllt ist. Hierbei sind die Seitenwandungen mittels an den Lösch­ blechen angeformten Haltenasen, welche in hierfür vorge­ sehene Ausnehmungen in den Seitenwandungen greifen, fi­ xiert, während die rückwärtige Wandung im Abstand zu dem Löschblechpaket an den dieses in der Länge überragenden Seitenwandungen anschließt.

Im hinteren Bereich der U-förmigen Umhüllung des Lösch­ blechpakets sind Aussparungen oben und unten vorgesehen, die als Entlüftung für die Abluft dienen.

Bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung der Löschble­ che im Löschblechpaket entsprechend den Ausnehmungen in den Seitenwandungen festgelegt, in welche die Haltenasen der Löschbleche eingreifen. Ebenso ist die Ausdehnung der Löscheinrichtung in Längsrichtung durch die Länge der Seitenwandungen festgelegt, so daß der Einsatz die­ ser Löscheinrichtung nur in besonders dafür vorbereite­ ten Schaltgeräten möglich ist.

Für die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Löscheinrichtung der oberbegrifflichen Art zu schaffen, die einfach und raumsparend gestaltet und im Hinblick auf vielseitige Einsatzmöglichkeiten kostengünstig her­ stellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, an der Rückseite des Löschblechpakets eine ebene Platte anzuordnen, die mit parallelen Nuten versehen ist, in welche die Löschbleche eingeführt sind. Hierbei dienen die zwischen den Nuten befindlichen Stege gleichzeitig als Abstandhalter für die Löschbleche.

Ferner ist vorgesehen, die seitlichen Wandteile, die zur Halterung der Löschbleche im Löschblechpaket dienen, als Streifen auszuführen, welche das Löschblechpaket nur in seinem vorderen, der Kontaktstelle zugewandten Bereich überdecken. Zur Aufnahme der seitlichen Wandteile in die Löschbleche ist an deren Längskanten jeweils eine kan­ tenparallele Einformung vorgesehen, in welche die seit­ lichen Wandteile einfügbar sind. Auf diese Weise ist die Breite der kompletten Löscheinrichtung durch die Breite der Löschbleche bestimmt, da die Tiefe der kantenparal­ lelen Einformungen so festgelegt ist, daß sie wenigstens der Dicke der seitlichen Wandteile entspricht.

Mit dieser kompakten Ausgestaltung, bei der die aus den rückwärtigen und den seitlichen Wandteilen gebildete Umhüllung unmittelbar am Löschblechpaket anliegt und bereichsweise innerhalb dessen Außenkontur liegt, eröff­ nen sich Möglichkeiten für einen vielseitigen Einsatz in verschiedenen Schaltgeräten, ohne daß an deren Gestal­ tung oder an der Beschaffenheit von einzelnen Bauelemen­ ten der Löscheinrichtung Änderungen vorzunehmen wären. Eine derart kompakt gestaltete Löscheinrichtung läßt sich problemlos auch in unterschiedlich gestalteten Schaltgeräten unterbringen, sofern diese eine Löschkam­ mer aufweisen. Eine Anpassung der Löscheinrichtung an verschiedene Einsatzerfordernisse ist ohne Änderung der Schaltgeräte bzw. deren Gehäuse nur durch Variation, z.B. der Löschblechabstände, möglich.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die kantenparallelen Einformungen an den Löschblechen einerseits mit einer Haltenase und andererseits mit zwei Haltenasen versehen, so daß durch Wenden des Löschble­ ches um seine Längsachse wahlweise die dem Betrachter zugewandte Längskante eine oder zwei Haltenasen auf­ weist.

Die Haltenasen sind hierbei bezogen auf die Länge der kantenparallelen Einformung symmetrisch angeordnet. Da­ bei befindet sich die einzelne Haltenase auf halber Län­ ge der kantenparallelen Einformung, während die paarwei­ se vorgesehenen Haltenasen in geringem Abstand zum seit­ lichen Rand der kantenparallelen Einformung vorgesehen sind.

Dementsprechend sind die seitlichen Wandteile mit in Abstand zueinander in drei zur Längsseite parallelen Reihen angeordneten Ausnehmungen versehen, in welche die Haltenasen greifen. Hierbei dienen die beiden äußeren Reihen von Halteöffnungen für die Aufnahme der paarweise vorgesehenen Haltenasen, während die in der Mitte ange­ ordneten Halteöffnungen, die horizontal versetzt zu den äußeren Halteöffnungen angeordnet sind, zur Aufnahme der einzelnen Haltenasen.

Mittels dieser alternierenden Anordnung der Haltenasen bzw. der Halteöffnungen in den seitlichen Wandteilen bietet sich eine einfache Möglichkeit, die Abstände der Löschbleche und dadurch die Lichtbogenspannung der Ein­ zellichtbögen zwischen den Löschblechen, welche zur Strombegrenzungswirkung des Schaltgeräts beiträgt, ein­ satzgerecht einzustellen.

In gleicher Weise stimmt gemäß einer weiteren Verbesse­ rung der Erfindung der Abstand der Nuten im rückwärtigen Wandteil überein mit dem vertikalen Abstand der beiden Anordnungen von Halteöffnungen, die zur Aufnahme entwe­ der der einzelnen oder der paarweise vorgesehenen Halte­ nasen an den Längskanten der Löschbleche dienen.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung zeigt sich in der Lichtbogenbeständigkeit des als Platte, z.B. aus einem Duroplast, ausgebildeten rückwärtigen Wandteils sowie in der bedarfsgerechten Ausstattung mit Entlüf­ tungsöffnungen.

Während die Nuten in der rückwärtigen Abschlußplatte durchgehend eingeformt sind, ist der Verlauf der als Abstandhalter für die Löschbleche dienenden Stege regel­ mäßig durch Entlüftungsöffnungen unterbrochen. Diese Entlüftungsöffnungen sind stegweise versetzt nahe dem Seitenrand in die Abschlußplatte eingelassen und haben die Form trapezförmiger, insbesondere rechteckiger Schlitze, deren Breite der Stegbreite entspricht. Mit stegweise versetzt ist hierbei gemeint, daß die Ent­ lüftungsöffnungen durch welche die beim Brennen des Lichtbogens entstehenden Brenngase entweichen können und die je Steg nur einfach vorgesehen sind, beim ersten Steg am linken Rand, beim zweiten Steg am rechten Rand, beim dritten Steg wieder am linken Rand usw. angeordnet sind und sich diese Anordnung über die gesamte Höhe der Abschlußplatte fortsetzt.

Mit dieser alternierenden Anordnung von Entlüftungsöff­ nungen ist sichergestellt, daß stets ein ausreichend großer Austrittsquerschnitt für Abluft je Einzellichtbo­ gen zur Verfügung steht, ohne daß die Stabilität der Abschlußplatte beeinträchtigt ist und ohne daß zusätzli­ che Maßnahmen zur Entlüftung erforderlich sind.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ver­ besserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vor­ teilhafter Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfin­ dung sowie weitere Vorteile näher erläutert und be­ schrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Lichtbogenlöscheinrichtung in seitlicher Ansicht

Fig. 2 ein rückwärtiges Wandteil

Fig. 3 ein rückwärtiges Wandteil im Längsschnitt ge­ mäß der Linie I-I in Fig. 2

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein rückwärtiges Wand­ teil gemäß der Linie II-II in Fig. 2

Fig. 5 ein Löschblech in Draufsicht

Fig. 6 ein Löschblechpaket in Draufsicht

Fig. 1 zeigt eine Löscheinrichtung 10 mit einem Lösch­ blechpaket 12, einem rückwärtigen Wandteil 14 und einem seitlichen Wandteil 16.

Das Löschblechpaket 12 ist aus einzelnen Löschblechen 20 gebildet, welche parallel übereinanderliegend angeordnet sind. Die in Fig. 1 sichtbaren Seitenkanten 22 der Löschbleche 20 besitzen Haltenasen 24, 26, welche in Halteöffnungen 25, 27 in dem seitlichen Wandteil 16 form- und kraftschlüssig eingreifen.

Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, sind die Halteöff­ nungen 25, 27 in dem seitlichen Wandteil 16 versetzt zu­ einander angeordnet, so daß sich in einer Ebene zwei Halteöffnungen 27 nebeneinander befinden und in der dar­ über liegenden Ebene nur eine einzelne Halteöffnung 25. An einer Stirnseite des Löschblechpakets 10 ist das rückwärtige Wandteil 14 angeordnet, welches Nuten 28 aufweist, die von Stegen 30 voneinander getrennt sind. Die einzelnen Löschbleche 20 des Löschblechpakets 12 sind in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteils 14 ein­ geführt und durch die Stege 30 gegeneinander auf Abstand gehalten.

Mit 21 ist eine Anschrägung der Seitenkanten darge­ stellt, welche die Handhabung der Löschbleche 20 beim Einführen in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteils 14 erleichtert.

In Fig. 2 ist die Ansicht eines rückwärtigen Wandteils 14 dargestellt, bei dem Nuten 28 und Stege 30 miteinan­ der abwechseln. Deutlich erkennbar sind in geringem Ab­ stand zu den beiden seitlichen Längskanten des rückwär­ tigen Wandteils angeordnete rechteckige Ausnehmungen 32 zu erkennen, die sich im Bereich der Stege befinden und von Steg 30 zu Steg 30 versetzt übereinander in zwei parallelen Reihen 31 angeordnet sind.

In ähnlicher Weise wie zuvor bei den seitlichen Wandtei­ len und den dort angeordneten Halteöffnungen 25, 27 sind auch hier die Ausnehmungen, die als Entlüftungsöffnungen 32 für die Ableitung der beim Brennen eines Lichtbogens entstehenden Abluft dienen, abwechselnd von Steg 30 zum nächsten Steg 30 mal auf der einen und dann auf der an­ deren Seite des rückwärtigen Wandteils 14 angeordnet. Auf diese Weise ist jeder Steg 30 mit einer Entlüftungs­ öffnung 32 versehen, die gegenüber der des benachbarten Steges 30 seitlich versetzt angeordnet ist. Durch diese Gestaltung und Anordnung des rückwärtigen Wandteils 14 wird erreicht, daß der Lichtbogeneinlauf gegenüber der rückwärtig offenen Anordnung nur minimal nachteilig beeinflußt wird. Ferner ist zur Verstärkung der Lichtbogenkühlung erfindungsgemäß vorgesehen, das rückwärtige Wandteil aus gasendem Material zu fertigen, d.h. aus einem Material, welches unter der Einwirkung des Lichtbogens durch Ausgasen einen Druckaufbau in der Lichtbogenlöschkammer und eine intensive Kühlung des Lichtbogens verursacht, womit die Löschwirkung unter­ stützt wird.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein rückwärtiges Wandteil 14 gezeigt entsprechend der in Fig. 2 gezeig­ ten Schnittlinie I-I. In dieser Ansicht sind deutlich die Nuten 28 sowie die Stege 30 zu erkennen, welche von Entlüftungsöffnungen 32 durchbrochen sind. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß die Entlüftungsöffnungen 32 wechselweise am rückwärtigen Wandteil 14 angeordnet sind.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein rückwärtiges Wandteil 14 gemäß Fig. 2 gezeigt entsprechend dem dort angegebenen Schnittverlauf II-II. Demgemäß verläuft der Schnitt durch einen Steg 30, so daß der größte Teil der Abbildung in Fig. 5 eine Schraffur aufweist. Die Ent­ lüftungsöffnung 32 unterbricht den Verlauf des Steges 30 und gibt gleichzeitig in dieser Darstellung den Blick frei auf den benachbarten Steg 30.

In Fig. 5 ist ein einzelnes Löschblech 20 dargestellt, welches an seinen Längskanten 22 die bereits erwähnten Anschrägungen 21 sowie kantenparallele Einformungen 34 aufweist, in denen Haltenasen 24, 26 angeformt sind und welche zur Aufnahme der seitlichen Bandteile 16 dienen. Wie vorstehend bereits ausgeführt, ist eine kantenparal­ lele Einformung 34 mit einer Haltenase 24 versehen, die dabei etwa auf halber Länge 36 der Einformung 34 ange­ ordnet ist. Die gegenüberliegende kantenparallele Ein­ formung 34 ist mit zwei Haltenasen 26 versehen, die je­ weils etwa bei einviertel und bei dreiviertel der Länge der kantenparallelen Einformung 34 angeordnet sind. Während die rückwärtige Stirnkante 37 des Löschblechs 20 geradlinig verläuft und in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteils 14 eingeführt wird, ist die der Kontaktstelle zugewandte vordere Stirnkante 35 des Löschblechs 20 mit einer parabolisch geformten Ausnehmung 38 versehen, de­ ren Tiefe etwa die halbe Länge eines Löschbleches 20 beträgt und an deren Scheitelpunkt eine weitere, aller­ dings kleinere ebenfalls parabolische Ausnehmung 39 an­ geordnet ist. Die Tiefe der zweiten Ausnehmung 39 be­ trägt etwa 1/6 der Tiefe der ersten Ausnehmung 38.

In Fig. 6 ist die Draufsicht auf eine Löscheinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der sowohl die in die kantenparallelen Ausnehmungen 34 eingefügten seitli­ chen Wandteile 16 zu erkennen sind mit dem diese durch­ dringenden Haltenasen 24, 26 als auch das an der Rück­ seite des Löschblechpakets 12 angeordnete rückwärtige Wandteil 14. Ebenso sind die frontseitigen Ausnehmungen 38 und 39 zu sehen, welche dem in der Kontaktstelle ent­ stehenden Lichtbogen zugewandt sind.

Die erfinderische Ausgestaltung der Löscheinrichtung 10 gestattet es auf einfache und kostengünstige Weise, die Anordnung der Löschbleche 20 zueinander, d.h. sowohl ihren Abstand als auch ihre Dicke, den jeweiligen anwen­ dungsbezogenen Erfordernissen einsatzgerecht anzupassen, da lediglich das aus Löschblechen 20, den seitlichen Haltestreifen 16 sowie den rückwärtigen Wandteil 14 ge­ bildete Löschblechpaket 12 eventuellen Änderungen unter­ liegt. Hierbei kann zunächst, wie bereits erläutert, der Abstand der Löschbleche und damit die jeweilige Spannung der Einzellichtbögen durch Weglassen jedes zweiten Löschbleches verändert werden.

Andererseits bedeutet es keinen nennenswerten Aufwand, die seitlichen Wandteile 16, aber auch die rückwärtigen Wandteile 14, mit unterschiedlichen Abstandmarken herzu­ stellen und zu bevorraten, ggf. abgestimmt auf geringere Löschblechdicken. Ein derartiger Aufwand ist vernachläs­ sigbar im Vergleich dazu, wenn Änderungen an der Gehäu­ segestaltung des Schaltgerätes erforderlich würden.

Claims (17)

1. Lichtbogenlöscheinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät mit einer Kontaktstelle mit Kontaktstücken, zwischen denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Licht­ bogen zündet, der über parallel angeordnete Lichtbogen­ leitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer kommutiert, in der zwischen den Lichtbogenleitschienen ein auf sei­ ner Rückseite von einem rückwärtigen Wandteil und auf seinen Längsseiten von je einem seitlichen Wandteil aus isolierendem Material umgebenes Löschblechpaket mit parallel zu den Lichtbogenleitschienen gestapelten Löschblechen angeordnet ist, welche an ihren Längskanten Haltenasen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wandteile (16) als schmale Streifen ausgebil­ det sind und zur Halterung der Löschbleche (20) dienen, daß das rückwärtige Wandteil (14) als ebene Platte mit parallelen Nuten und Stegen ausgebildet ist und unmit­ telbar an den Löschblechen (20) anliegt und, daß die Löschbleche (20) in die Nuten (28) eingeführt sind, wäh­ rend die Stege (30) als Abstandhalter zwischen die ein­ zelnen Löschbleche (20) greifen.

2. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Nuten (28) und Stege (30) im rückwärtigen Wandteil (14) sich über dessen gesamte Breite erstrecken.

3. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Ableitung von Lichtbogen­ löschgasen aus dem Löschblechpaket (12) dessen rückwär­ tiges Wandteil (14) von Entlüftungsöffnungen (32) durch­ brochen ist, welche im Bereich der zwischen den Nuten (28) befindlichen Stege (30) angeordnet sind und diese in ihrem Verlauf unterbrechen.

4. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (32) im Bereich der Stege (30) als trapezförmige Schlit­ ze parallel zu den Nuten (28) in das rückwärtige Wand­ teil (14) eingelassen sind.

5. Lichtbogenlöscheinrichtung nach dem der vorher­ igen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüf­ tungsöffnungen (32) in den Stegen über die Höhe des rückwärtigen Wandteils (14) in zwei kantenparallelen Reihen (31) angeordnet sind.

6. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Steg (30) eine Entlüf­ tungsöffnung (32) aufweist, die zu der des benachbarten Steges (30) versetzt angeordnet und jeweils einer der Reihen (31) zugeordnet ist.

7. Lichtbogenlöscheinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Wandteil (14) aus einem Material be­ steht, welches unter Lichtbogeneinwirkung Gas entwic­ kelt, das den Lichtbogen kühlt.

8. Lichtbogenlöscheinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nuten (28) in dem rückwärtigen Wandteil (14) auf die Dicke der Löschbleche (20) abgestimmt ist.

9. Lichtbogenlöscheinrichtung nach einem der vor­ herigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brei­ te der Stege (30) des rückwärtigen Wandteils (14) auf die Einsatzerfordernisse des Schaltgeräts abgestimmt ist.

10. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch kennzeichnet, daß die Löschbleche (20) an ihren Längskanten (22) mit kantenparallelen Einformungen (34) versehen sind, in welche die seitlichen Wandteile (16) eingelegt sind und die nahe der der Kontaktstelle zuge­ wandten Stirnkante (35) der Löschbleche (20) angeordnet sind.

11. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die kantenparallele Einformung (34) auf einer Längsseite (22) jedes Löschbleches (20) eine Haltenase (24) aufweist, und, daß die Einformung auf der anderen Längsseite (22) zwei Haltenasen (26) aufweist.

12. Lichtbogenlöscheinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (24, 26) zum Eingriff in hierfür vorgesehene Halteöffnungen (25, 27) in den seitlichen Wandteilen (16) im Bereich der kanten­ parallelen Einformungen (34) an den Längskanten der Löschbleche (20) angeordnet sind.

13. Lichtbogenlöscheinrichtung nach einem der vor­ herigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der kantenparallelen Einformungen (34) wenigstens der Dicke der seitlichen Wandteile (16) entspricht.

14. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Löschblech­ paket (12) aus wechselweise gewendeten Löschblechen (20) gebildet ist, so daß jeweils benachbarte Löschbleche (20) auf der gleichen Längsseite (22) eine ungleiche Anzahl von Haltenasen (24, 26) aufweisen.

15. Lichtbogenlöscheinrichtung nach wenigstens ei­ nem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (20) an der zur Kontaktstelle zuge­ wandten Stirnkante (35) eine erste parabolische Ausneh­ mung (38) aufweisen, an deren Scheitelpunkt eine zweite parabolische Ausnehmung (39) angeordnet ist.

16. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der beiden Ausneh­ mungen (38, 39), bezogen auf die Länge der Löschbleche (20), wenigstens die halbe Länge beträgt.

17. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der ersten parabo­ lischen Ausnehmung (38) die halbe Länge des Löschblechs (20) beträgt und, daß die Tiefe der zweiten paraboli­ schen Ausnehmung (39) 1/6 der Tiefe der ersten paraboli­ schen Ausnehmung (38) beträgt.