DE3729504C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere eine Verbesserung im Aufbau einer Lichtbogenlöschvor­ richtung für einen derartigen elektrischen Schalter.

Aus der US-PS 44 09 444 der gleichen Anmelderin ist ein gattungsgemäßer elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem die Lichtbogenführung, welche den Lichtbogen in das Lösch­ gitter führen soll, auf ihrer Lichtbogenführungsoberflä­ che einen Vorsprung aufweist, der sich vom Bereich der sich trennenden Kontakte bis in den Bereich zwischen die Lichtbogenlöschgitter erstreckt. Durch das Vorsehen dieses Vorsprunges sollen die Lichtbogenführungscharak­ teristika der Lichtbogenführung dahingehend verbessert werden, daß ein Verweilen des Lichtbogens am Einmün­ dungsbereich in die Löschgitter vermieden wird.

Bei dem elektrischen Schalter gemäß der US-PS 44 09 444 ergibt sich jedoch der Nachteil, daß auf­ grund der schienenförmigen Ausbildung des Vorsprunges mit zueinander parallelen Seitenwänden die Lichtbogen­ führungscharakteristika nicht völlig zufrie­ denstellend sind, d. h. es können Schwie­ rigkeiten dahingehend auftreten, daß der bei der Kon­ takttrennung auftretende Lichtbogen nicht zuverlässig genug in die Lichtbogenlöschvorrichtung geführt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 derart auszubilden, daß die Abschaltcharakteri­ stiken, d. h. insbesondere die Führung des bei der Ab­ schaltung auftretenden Lichtbogens in die Lichtbogen­ löschvorrichtung noch weiter verbessert werden, so daß der Schalter noch zuverlässiger arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Erfindungsgemäß ist der auf der Lichtbogenführungs-Ober­ fläche ausgebildete Vorsprung derart ausgebildet, daß sein in Lichtbogenlaufrichtung weisendes Ende breiter ist als sein den sich trennenden Kontakten benachbartes Ende. Hierdurch wird es dem sich bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogen ermöglicht, sich einerseits un­ gehindert auszubilden, andererseits wird jedoch der Lichtbogen schnell und zuverlässig in den Bereich der Lichtbogenlöschvorrichtung entlang des Vorsprunges ge­ führt. Da weiterhin das Ende maximaler Breite des Vor­ sprunges im Bereich der Lichtbogenlöschvorrichtung und am Ende der Lichtbogenführung liegt, ist hier die zur Verfügung stehende Oberfläche der Lichtbogenführung am größten, so daß die Bogenlösch-Kapazität verbessert wird und Abnutzungserscheinungen verringert sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines elektrischen Schalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe­ sten Kontakt und eine Lichtbogenführung einer ersten Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 2B eine Seitenansicht von Fig. 4A;

Fig. 3A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe­ sten Kontakt und eine Lichtbogenführung in einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 3B eine Seitenansicht von Fig. 5A;

Fig. 4A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe­ sten Kontakt und eine Lichtbogenführung einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 4B eine Seitenansicht von Fig. 6A; und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen festen Kontakt und eine Lichtbogenführung einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 zeigt in teilweiser Schnittdarstellung eine Sei­ tenansicht eines elektrischen Schalters gemäß einer er­ sten Ausführungsform der Erfindung im Be­ reich der Kontakte und Löschgitter. Ein fester Kontakt 4 und eine Lichtbogenführung 5 als Lichtbogenführungsplatte sind auf einem festen Arm 3 mit einer umgefalteten Spitze 31 mittels Schweißen befestigt. Der feste Arm 3 ist mit einer Basis 6 aus isolierendem Material mittels einer Schraube 12 oder dergleichen befestigt und die umgefal­ tete Spitze 31 des festen Arms 3 ist ebenfalls mit der Schraube 12 befestigt. An einem beweglichen Arm 1 ist ein beweglicher Kontakt 2 angeordnet.

Auf der Lichtbogenführung 5 ist ein Vorsprung 5 b an­ geordnet. Die obere Oberfläche des Vorsprunges 5 b liegt tiefer als eine Kontaktoberfläche 4 a an dem festen Kontakt 4. Somit kann der bewegliche Arm 1 nicht in An­ lage mit dem Vorsprung 5 b kommen, auch dann, wenn der feste Kontakt 4 abgenutzt ist.

Die Gitter 10 aus magnetischen Platten sind im Abstand zueinander zwischen einem Paar aus isolierenden Rahmen­ teilen 11 in einem Raum oberhalb der Lichtbogenführung 5 angeordnet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Strompfadunterbrechers erläutert wer­ den. Im geschlossenen Zustand sind der bewegliche Kontakt 2 und der feste Kontakt 4 miteinander in Anlage.

Im Falle eines Überstroms gibt eine Freigabevorrichtung (nicht dargestellt) den beweglichen Arm 1 frei, so daß der bewegliche Kontakt 2 von dem festen Kontakt 4 ge­ trennt wird. Zu diesem Zeitpunkt entsteht ein Lichtbogen 9 zwischen dem beweglichen Kontakt 2 und dem festen Kon­ takt 4. Der Lichtbogen 9 bewegt sich auf der Lichtbogen­ führung 5 in Richtung des Pfeils A in Fig. 3. Der Vorsprung 5 b an der Lichtbogenführungs-Oberfläche 5 a der Lichtbogenführung konzentriert das elektrische Feld. Somit bewegt sich der Lichtbogen 9 gleichmäßig entlang des Vorsprunges 5 a. Da der Lichtbogen 9 im Mittenbereich der Lichtbogenführungs-Oberfläche 5 a verläuft, berührt er nicht die Seitenwand des Kerbenbereiches 10 a (Fig. 2). Somit besteht auch nicht die Gefahr, daß der Lichtbogen in diesem Seitenbereich des Kerbenbereiches 10 a verbleibt. Da weiterhin der Vorsprung 5 b nicht bis zu dem inneren Ende des Kerbenbereiches 10 a reicht, wird der Licht­ bogen wirksam und stark gekrümmt, wie in Fig. 3 darge­ stellt, so daß der Lichtbogen relativ weich gelöscht wird.

Fig. 4A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines elektrischen Schalters gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung und Fig. 4B ist eine Seitenansicht von Fig. 4A. Der Vorsprung 5 b ist dreieck­ förmig und auf dem Mittenbereich der Lichtbogenführungs- Oberfläche 5 a der Lichtbogenführung 5 aufgebracht. Der Vorsprung 5 b ist derart ausgebildet, daß seine Kontakt­ seite schmäler ist als seine Spitzenseite.

Eine innere Spaltgröße L der umgebogenen Spitze ist hierbei größer als die Stärke der Lichtbogen­ führung 5 und die Lichtbogenführung 5 ist mittels einer Schraube 14 (in Fig. 4B nicht dargestellt) mit einer in­ neren Oberfläche 3 b des umgebogenen Bereiches verbunden. In der Lichtbogenführung 5 ist eine Ausnehmung 5 f ausge­ bildet, um eine unerwünschte Berührung zwischen der Spitze 31 des festen Armes 3 und der Lichtbogenführung 5 zu verhindern. Durch die Ausnehmung 5 f kommt der beweg­ liche Arm 1 nicht in Berührung mit der Lichtbogenführung 5, auch dann nicht, wenn der feste Kontakt 4 abgenutzt ist. Die obere Oberfläche des Vorsprunges 5 b liegt hier­ bei höher als die Kontaktoberfläche 4 a des festen Kon­ taktes 4, um den Lichtbogenwiderstand des Vorsprunges 5 b geringer zu machen als den der Kontaktoberfläche 4 a. So­ mit kann der Lichtbogen leicht von dem festen Kontakt zu der Lichtbogenführung 5 überschlagen.

Da hierbei der Vorsprung 5 b erfindungsgemäß an seinem in Licht­ bogenlaufrichtung weisenden Ende breiter ist, kann sich der Lichtbogen zu seiner normalen Form ausdehnen und wird nahe der Spit­ zenseite stabilisiert. Somit kehrt der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurück.

Fig. 5A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungsteil eines elektrischen Schalters gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der Erfindung und Fig. 5B ist eine Seitenansicht von Fig. 5A. In dieser Ausführungsform ist eine Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b aus­ gebildet. Die Fläche der Platte 5 p ist etwas kleiner als die Fläche des Lichtbogenpunktes, der bei einer konstan­ ten elektrischen Stromdichte entsprechend dem zu unter­ brechenden Strom ausgebildet wird. Weiterhin ist die Fläche etwas kleiner als die Fläche des festen Kontaktes 4. Da in dieser Ausführungsform die Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b ausgebildet ist, wird der Lichtbogenpunkt im Bereich der Platte 5 p stabilisiert. Somit kann der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurückkehren oder dort nochmals auftreten.

Fig. 6A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines elektrischen Schalters gemäß einer dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung und Fig. 6B ist eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 6A. In dieser Ausführungsform ist die Platte 5 p ebenfalls an dem Spitzen­ teil des Vorsprunges 5 b angeordnet. Die Fläche der Platte 5 p ist jedoch größer als die Fläche des festen Kontaktes 4. Da in dieser Ausführungsform die Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b angeordnet ist und die Fläche der Platte 5 p größer ist als die des festen Kontaktes 4, wird der Lichtbogen eher an der Platte 5 p stabilisiert als an dem Kontakt. Somit kann der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurückkehren oder erneut zwischen ihnen entstehen.

Fig. 7 zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines Strompfadunterbrechers gemäß einer vierten Ausfüh­ rungsform der Erfindung. In dieser Ausfüh­ rungsform ist die Lichtbogen-Oberfläche der Lichtbogen­ führung 5 mit Ausnahme des Vorsprunges 5 b mit einem iso­ lierenden Material 40 abgedeckt. Durch das isolierende Material 40 läuft der Lichtbogen auf dem Vorsprung 5 b noch leichter und er wird auch schneller gelöscht. Die Lichtbogenführung 5 kann dadurch hergestellt werden, daß auf das isolierende Material 40 der Vorsprung 5 b aus Me­ tall befestigt wird, oder indem auf ein Metall mit dem Vorsprung 5 b das isolierende Material 40 mit Ausnahme des Vorsprunges 5 b aufgebracht wird.

Wie aus der Beschreibung der verschiedenen Ausführungs­ formen hervorgeht, ermöglicht es der elektrische Schalter gemäß der Erfindung, mittels des Vor­ sprunges 5 b an der Lichtbogenführung 5 ausgezeichnete Trenn-Charakteristika zu erhalten, da der Vorsprung 5 b an seinem in Lichtbogenlaufrichtung weisenden Ende breiter ausgebildet ist, als an dem dem festen Kontakt 4 benachbarten Ende.

Claims (4)

1. Elektrischer Schalter, mit:
einem festen Arm (3);
einem festen Kontakt (4) an dem festen Arm (3);
einem beweglichen Arm (1), der von einer Freigabe­ vorrichtung antreibbar ist;
einem beweglichen Kontakt (2) an dem beweglichen Arm (1), der bei Betätigung des beweglichen Armes (1) mit dem festen Kontakt (4) verbindbar und von diesem trennbar ist;
einem Lichtbogen-Löschgitter (10), dessen eines Ende einen Kerbenbereich (10 a) zur Führung des Lichtbo­ gens darin aufweist; und
einer Lichtbogenführungs-Platte (5), deren eines Ende mit dem festen Arm (3) verbunden ist und die eine Lichtbogenführungs-Oberfläche (5 a) aufweist, auf der ein in Lichtbogenerstreckungsrichtung wei­ sender Vorsprung (5 b) ausgebildet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorsprung (5 b) derart ausgebildet ist, daß sein in Lichtbogenlaufrichtung weisendes Ende brei­ ter ist als sein dem festen Kontakt (4) benachbartes Ende.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (5 b) an dem in Lichtbogenlauf­ richtung weisenden Ende durch eine Platte (5 p) ver­ breitert ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtbogenführungs-Platte (5) an einer umgefalteten äußeren Oberfläche des festen Armes (3) angeschweißt ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenführungs-Oberflä­ che (5 a) der Lichtbogenführungs-Platte (5) mit Aus­ nahme des Vorsprungs (5 b) mit isolierendem Material (40) bedeckt ist.