DE4233170A1 - Lichtbogen-leiteinsatz fuer einen formgehaeuseschalter - Google Patents

Description

Die US-A-42 81 303 beschreibt einen Formgehäuseschalter mit einer älteren Bogenschachtgestaltung, durch die die Lichtbogengase, die bei einer Trennung der Schalterkontaktstücke unter starken Überlastbedingungen erzeugt werden, aus dem Leitungsende des Schaltergehäuses herausgeleitet werden.

Eine ältere Patentschrift, nämlich die US-A-30 43 939, beschreibt die Betätigung eines dreipoligen Form­ gehäuseschalters, bei dem das in dem Mittelpol erzeugte Bogengas aus der Leitungsseite des Schalters herausgeleitet wird, und die Bogengase, die bei der Trennung der übrigen zwei Pole erzeugt werden, aus der Lastseite des Schalter­ gehäuses herausgeleitet werden. Damit soll eine gegen­ seitige Mischung der Bogengase verhindert werden, die von den getrennten Polen erzeugt werden, und es soll dadurch das Auftreten eines "Phase-zu-Phase"-Fehlers verhindert werden, der durch die elektrische Leitfähigkeit der stark ionisierten Abgase hervorgerufen wird.

Ein späterer Versuch, das Auftreten eines Phase-zu-Phase-Fehlers in Formgehäuseschaltern zu verhindern, ist in der US-A-40 19 005 beschrieben. Die Leiteinrichtung, die zwischen der Abzugsöffnung des Schaltergehäuses und dem Bogenschacht des Schalters verwendet ist, ist so gestaltet, daß die Bogengase in bevorzugten Richtungen zum Außenraum des Schaltergehäuses gerichtet werden, um dadurch jede gegenseitige Mischung zwischen den ionisierten Gasen zu verhindern, die von den getrennten Polen ausgehen.

Fortgeschrittene bekannte Schalterbogenschächte, die in Strombegrenzungsschaltern verwendet werden, wo große Mengen an Lichtbogengasen erzeugt werden, sind in der US-A-49 63 849 beschrieben. Dort ist ein kompakter, integrierter Lichtbogenschacht beschrieben, der sich zwischen der inneren Oberfläche der Schalterabdeckung und dem Unterteil des Schaltergehäuses befindet, um auf wirksame Weise die Bogenabgase aus dem Schaltergehäuse herauszuleiten.

Wenn der Nennstrom des in der vorgenannten US-A-42 81 303 beschriebenen Schalters erhöht wurde, dann wurde festgestellt, daß die gasförmigen Nebenprodukte, die aus dem Lichtbogen herrühren, der bei einer Kontakttrennung auftritt, verdampfte Metalle enthalten, die zu den Schalterkontaktstücken zurückkehren und sich dort wieder abscheiden könnten. Es wäre wünschenswert, den Nennstrom derartiger Schalter zu erhöhen, ohne daß eine entsprechende größere Neugestaltung der Bogenschächte und Bogenkammern der zugeordneten Schalter erforderlich wäre.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache und wirtschaftlich sinnvolle Adaption von bestehenden Schalterbogenkammern zu schaffen, bei denen eine erneute Abscheidung von verdampften Metallprodukten in dem Lichtbogen auf den Schalterkontaktstücken verhindert ist.

Erfindungsgemäß wird ein fünfeckiger hochwarmfester Fasereinsatz in der Schalterabdeckung zwischen der Innenfläche der Schalterabdeckung und der Deckfläche des Schalterbogenschachtes in der Bogenkammer angeordnet. Der Einsatz enthält einen dreieckigen Schlitz, um Fertigungstoleranzen zwischen der Schalterabdeckung und dem Bogenschacht zu kompensieren. Der Einsatz dichtet dadurch hermetisch die Bogenkammer ab und verhindert, daß bestehende Bogenabgase zu der Bogenkammer zurückkehren.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Gehäuses und der Abdeckung des Schalters vor dem Einsetzen des hochwarmfesten Fasereinsatzes gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht von der Bogenschachtanordnung eines bekannten Schalters.

Fig. 3 ist eine Endansicht des Schalters gemäß Fig. 1, wobei ein Teil des Gehäuses und der Abdeckung des Schalters abgenommen sind, um den hochwarmfesten Fasereinsatz gemäß der Erfindung zu zeigen.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Schalters gemäß den Fig. 1 und 3, wobei ein Teil der Abdeckung und des Gehäuses beseitigt ist, um die Position des hochwarmfesten Fasereinsatzes gemäß der Erfindung zu zeigen.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung soll zunächst die Arbeitsweise eines Formgehäuseschalters gemäß der bekannten strombegrenzenden Unterbrechungstechnologie betrachtet werden. Ein derartiger Formgehäuseschalter 10 mit Strombegrenzung ist in Fig. 2 gezeigt und besteht aus einer geformten Kunststoffabdeckung 8, durch die ein Betätigungsgriff 7 hindurchführt und die an einem Schaltergehäuse 9 aus geformtem Kunststoff befestigt ist. Ein bewegbares Kontaktstück 12, das durch einen Betätigungsmechanismus 13 gesteuert wird, wird beim Auftreten eines Überstromzustandes vorbestimmter Größe und Zeitdauer von einem feststehenden Kontaktstück 11 getrennt. Um den Lichtbogen, der bei einer derartigen Kontakttrennung auftritt, zu kühlen und zu deionisieren, ist ein Bogenschacht 14, der aus mehreren Lichtbogenplatten 15 aus Metall besteht, die auf einem isolierenden Seitenrahmen 14 angeordnet sind, neben den Schalterkontaktstücken in der Bogenkammer 17 angeordnet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Eine der Seitenplatten ist abgenommen, um die Transportrichtung der Bogenabgase deutlicher zu zeigen, die durch Pfeile angedeutet sind. Eine Leitplatte 18, die zwischen der Bogenkammer 17 und einer Anschlußkammer 25 angeordnet ist, liegt gegen einen Vorsprung 20 an, der einstückig mit der Innenfläche 24 der Abdeckung ausgebildet ist. Schlitzförmige Abzugsöffnungen 14 in der Leitplatte sorgen für den Austritt der Abgase aus der Bogenkammer zur äußeren Umgebung des Schaltergehäuses. Formstücke 21, die von der Innenfläche der Abdeckung nach unten ragen, in Verbindung mit Vorsprüngen 22, die ebenfalls einstückig auf der Innenfläche der Abdeckung ausgebildet sind, behindern bis zu einem gewissen Ausmaß den Übergang von Bogengasen zurück in die Bogenkammer. Wie bereits ausgeführt wurde, haben jedoch, wenn der Schalter bei einem erhöhten Nennstrom betrieben wird, die erzeugten Bogengase eine ausreichende Intensität, um unterhalb der Vorsprünge 21 in die Nähe der Schalterkontakte 11, 12 zurückzuströmen. Das Vorhandensein der verdampften Metalle, die in den Bogengasen enthalten sind, könnten eine Legierungsbildung und Veränderung der aus hochwarmfestem Metall bestehenden Kontaktstücke bewirken.

Um zu verhindern, daß die Bogengase zum Schalterinnenraum zurückkehren, enthält der in Fig. 1 gezeigte Schalter 10 einen hochwarmfesten Faser- bzw. Fibereinsatz 23, der in einer Preßpassung zwischen den Vorsprüngen 22, 21 angeordnet sind, die auf der Innenfläche 24 der Abdeckung 8 einstückig ausgebildet sind. Wenn die Abdeckung später an dem Schaltergehäuse 9 befestigt wird, ragt der Handgriff 7 durch eine Öffnung (nicht gezeigt) hindurch, die in der Abdeckung ausgebildet ist, und der Betätigungsmechanismus 13 kommt mit der Innenfläche der Schalterabdeckung in Kontakt und wird durch die Abdeckung nach unten gehalten, wenn die Abdeckung später an dem Gehäuse befestigt wird. Das Oberteil der Leitplatte 18 kommt mit dem zugeordneten Vorsprung 20 in Kontakt, der auf der Innenfläche der Schalterabdeckung ausgebildet ist, wie es bereits beschrieben wurde. Das Unterteil des Einsatzes 23 berührt die oberste Bogenplatte 19A in dem Bogenschacht 14.

In Fig. 3 ist der Schalter 10 in dem Zustand gezeigt, wo die Abdeckung 8 an dem Gehäuse 9 befestigt ist und das Oberteil 28 des hochwarmfesten Fasereinsatzes 23 gegen die untere Oberfläche 24 der Abdeckung anliegt. Das Unterteil 27 des hochwarmfesten Einsatzes liegt gegen die oberste Bogenplatte 15A in dem Bogenschacht 14 an. Der hochwarmfeste Fasereinsatz hat eine fünfeckige bzw. pentagonale Form, die durch das rechtwinklige Unterteil 27 und das dreieckförmige Oberteil 28 gebildet wird. Der dreieckförmige Spielraumschlitz 29, der in dem Oberteil ausgebildet ist, arbeitet mit dem Oberteil zusammen und wird zusammengedrückt, wenn die Abdeckung 8 später an dem Gehäuse 9 befestigt wird. Die Ausbildung des dreieck­ förmigen Spielraumschlitzes gestattet Fertigungstoleranzen, die zwischen dem Bogenschacht 14 und der Abdeckung auf­ treten. Dieses ist ein wesentliches Merkmal, denn wenn ein derartiger Toleranz-kompensierender Schlitz nicht vorhanden wäre, könnte die Befestigung zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung gestört werden aufgrund einer Addition von Toleranzen während der Montage der verschiedenen Schalterkomponenten. Um den Bogenschacht, die Innenfläche 24 und die oberste Bogenplatte 15A deutlich zu zeigen, ist die Leitplatte 18, die bereits in Fig. 1 gezeigt wurde, weggelassen. Die Leitungsanschlüsse 26, die für eine elektrische Verbindung zwischen dem Schalter und der zugeordneten elektrischen Energieverteilungsschaltung sorgen, sind in den Anschlußkammern 25 gezeigt, die in dem Schaltergehäuse einstückig ausgebildet sind.

Der Übergang der Lichtbogengase aus der Bogenkammer 17 heraus und in den Innenraum des Schalters hinein wird am besten deutlich, wenn nun der Schalter 10 gemäß Fig. 4 betrachtet wird. Wenn die Schalterabdeckung 8 an dem Schaltergehäuse 9 befestigt ist, liegt der hochwarmfeste Fasereinsatz 23 gegen die oberste Bogenplatte 15A an und bildet dadurch eine hermetische Abdichtung zwischen dem Bogenschacht 14 und der unteren Innenfläche der Schalter­ abdeckung. Es sei darauf hingewiesen, daß die Lichtbogen­ gase, die durch die Pfeile angedeutet sind, aus der Licht­ bogenkammer 17 in die Anschlußkammer 25 und zum Außenraum des Schaltergehäuses durch die Schlitze 19 hindurchströmen, die in der Leitplatte 18 angeordnet sind. Die Anwesenheit des hochwarmfesten Fasereinsatzes 23 verhindert dadurch auf wirksame Weise die Rückkehr der ionisierten Gase in die Lichtbogenkammer und das Schaltergehäuse.

Claims (12)

1. Formgehäuseschalter mit einem Gehäuse und einer Abdeckung, einem Betätigungsmechanismus, der in dem Gehäuse enthalten ist und für eine Trennung von zwei Kontaktstücken bei einem Überstromzustand durch eine zu schützende Schaltungsanordnung angeordnet ist, und einem Bogenschacht, der mehrere Lichtbogenplatten innerhalb des Gehäuses vor den Kontaktstücken enthält und zum Kühlen und Deionisieren eines Lichtbogens angeordnet ist, der zwischen den Kontaktstücken auftritt, wenn die Kontaktstücke bei dem Überstromzustand getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Innenfläche (24) der Abdeckung (8) und einem oberen Teil des Bogenschachtes (15) ein Einsatz (23) angeordnet ist, der eine Rückkehr von Bogengasen zu den Kontaktstücken hemmt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitplatte (18) zwischen dem Bogenschacht (14) und einer Öffnung durch das eine Gehäuseende angeordnet ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Vorsprung (23) auf der Innenfläche (24) der Abdeckung (8) ausgebildet ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Vorsprung (21) auf der Innenfläche (24) der Abdeckung (8) ausgebildet ist und der Einsatz (23) zwischen den ersten und zweiten Vorsprüngen (21, 23) angeordnet ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (23) zwischen den ersten und zweiten Vorsprüngen (21, 23) in einer Preßpassung angeordnet ist.

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (23) hochwarmfestes Material enthält.

7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (23) eine Toleranzkompensation aufweist.

8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (23) ein rechtwinkliges Unterteil (27) und ein dreieckförmiges Oberteil (28) aufweist.

9. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Toleranzkompensation einen Schlitz (29) aufweist.

10. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (23) zwischen der Innenfläche (24) der Abdeckung (8) und einer obersten Bogenplatte (15A) in dem Bogenschacht (14) angeordnet ist.

11. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (29) eine dreieckige Form besitzt.

12. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oberteil der Dreiecksform mit der Innenfläche (24) der Abdeckung (8) in Berührung ist und ein Unterteil der Dreiecksform mit dem Oberteil des Bogenschachtes (14) in Berührung steht.