DE4243249A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents
Elektrischer SchalterInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
- H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In der Vergangenheit bestanden bei konventionellen
Stromunterbrechern für Gleich- und Wechselstrom aufgrund
der anders gearteten Schaltaufgaben konstruktive Unter
schiede. Immer mehr muß ein Schaltelement aber in der
Lage sein, Ströme zwischen 0 und 100 Hz, also sowohl
Gleich- als auch Wechselstrom, sicher zu schalten. Bei
besonderen Einsatzbereichen besteht die Möglichkeit, daß
der Schalter lastfrei schalten kann; im Normalfall aber
wird der Schalter geeignet sein müssen, im genannten Fre
quenzbereich eine Trennung unter Last durchzuführen.
Beim Öffnen des Schalters steht bei solchen konventionel
len Stromunterbrechern, wenn sie nicht als sog. Deion-
Schaltgeräte mit Strombegrenzung ausgebildet sind, der
Lichtbogen so lange an, bis der Sinusverlauf des Stromes
seinen natürlichen Nulldurchgang hat und eine Nullpunkt
löschung stattfindet. Die Lichtbogenstandzeit beträgt
dann bei 50 Hz entsprechend dem Phasenwinkel zwischen 0
und 180° zwischen 0 und 10 ms, und je kleiner die Fre
quenz wird, um so länger ist der Zeitraum, in dem der
Lichtbogen bis zum nächsten natürlichen Nulldurchgang an
stehen kann.
Je länger der Lichtbogen ansteht, um so größer ist die
Temperaturzunahme des Schalters pro Zeiteinheit.
Im Bereich des Explosionsschutzes, für den die vorlie
gende Erfindung von Bedeutung ist, ist die Temperaturer
höhung für Schalter beispielsweise der Temperaturklasse
T6 auf 40° K (siehe DIN EN 50 014, Tabelle 1 und
22.4.6.1) festgelegt. Erste Untersuchungen haben ergeben,
daß bei einer Frequenz von 1 Hz eine Schaltspielzahl von
10 genügte, um den Schalter auf die Eigenerwärmung von 40
K zu heben. Dabei lag der Schaltspielzyklus 5 Sekunden
"EIN" und 5 Sekunden "AUS". Weitere Schaltspielzahlen er
wärmten den Schalter so extrem, daß infolge Wärmeübertra
gung über das Betätigungselement für das bewegliche Kon
taktstück aus Metall bestimmte Teile des Schaltgerätes
zerstört worden sind, so daß der Schalter seiner Funktion
als Schalt- und Sicherheitselement nicht mehr gerecht
wurde und versagte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgerät der ein
gangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Lichtbogen
standzeit ohne größere konstruktive Änderungen verkürzt
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß also wird der Kontaktstelle, zwischen der
ein Lichtbogen gezogen wird, eine Permanentmagnetanordnung
als Blasmagnet zugeordnet, durch den ein Feld er
zeugt wird, der den Lichtbogen beschleunigt von der Kon
taktstelle wegbewegt.
Die Erfindung wird besonders angewendet bei elektrischen
Schaltgeräten, die eine Doppelkontaktstelle aufweisen,
mit zwei festen Kontaktstücken, die von einer Kontakt
brücke überbrückt sind, wobei die Betätigung der Kontakt
brücke mittels eines aus dem Schaltgerät herausragenden
Stößels erfolgt. Das Schaltgerät ist in einem napfförmi
gen Gehäuse untergebracht, welches mittels einer Hartpa
pierplatte abgedeckt ist, wobei dann die Hartpapier- oder
Keramikplatte von außen noch mit Gießharz zugegossen
wird. Der bzw. die Permanentmagneten werden direkt über
der Kontaktstrecke angebracht und zwar auf der Hartpa
pierplatte befestigt, was beispielsweise mittels des
Gießharzes erfolgen kann. Da die Abdeckplatte die Kraft
auf den Lichtbogen abschwächt, können erfindungsgemäß
zwei Magnete pro Kontaktstrecke aneinander gelegt werden.
Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, lediglich
einen Magneten pro Kontaktstelle der Doppelkontaktanord
nung vorzusehen und in gleicher Weise auf der Abdeck
platte zu befestigen. Die Magnete sind durch diese Ab
deckplatte vor dem Lichtbogen geschützt und dadurch ist
es auch nicht möglich, daß dort ein Lichtbogen zum Stehen
kommt.
Unter bestimmten ungünstigen Umständen wird die Abdeck
platte durch den Lichtbogen beschädigt. Erfindungsgemäß
ist deshalb im Bereich der Kontaktstellen und damit auch
der Entstehungsstelle des Lichtbogens ein Keramikplätt
chen für jede Kontaktstelle vorgesehen, die zwischen der
Kontaktstelle und der Hartpapierplatte anzuordnen sind.
Durch Variieren der Stärke des Permanentmagneten bzw. der
Permanentmagneten kann die mittlere Lichtbogenbrenndauer
verändert werden. Bei sog. starken Permanentmagneten hat
sich gezeigt, daß der Lichtbogen beim Öffnen des Schal
ters noch vor dem natürlichen Nulldurchgang erlosch.
Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung so
wie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserun
gen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Einsicht in ein Schaltgerät,
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie
II-II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf ein Schaltgerät mit ei
ner Hartpapierabdeckung sowie einer Magne
tanordnung und
Fig. 4 eine Aufsicht auf ein Schaltgerät mit ei
ner weiteren Anordnung von Permanentmagne
ten.
Das Schaltgerät gemäß Fig. 1 und 2 unterscheidet sich
lediglich insoweit, als das Schaltgerät in Fig. 1 ohne
eine Abdeckung dargestellt ist und einen Einblick ins In
nere des Schaltgerätes freiläßt. Das Schaltgerät 10 be
sitzt ein Gehäuse 11, welches eine Napfform aufweist mit
einer in einer Vertiefung 12 angeordneten Schaltkammer
13. Innerhalb des Schalters befinden sich zwei feste Kon
taktstücke 14 und 15, die mittels zweier an einer Kon
taktbrücke 16 angebrachter beweglicher Kontaktstücke 17
und 18 überbrückt werden können. An der Kontaktbrücke 16
ist ein Stößel 19 angebracht, der von einer nicht näher
dargestellten Schaltwalze in Form einer Nockenwelle betä
tigt wird und die Kontaktstücke 17 und 18 aus der in Fig.
1 dargestellten geschlossenen Stellung entgegen dem
Druck einer Feder 20, die als Kontaktdruckfeder wirkt,
von den festen Kontaktstücken 14 und 15 abhebt. Die
Schaltkammer 13 bzw. die Vertiefung 12 besitzt an den En
den, die den Kontaktstücken 14, 17; 15, 18 benachbart
sind, an den dort befindlichen Stirnwänden Ausbauchungen
21, 22, 23, 24, die durch einen vorspringenden Steg 25
bzw. 26 jeweils voneinander getrennt sind; in diesen Aus
bauchungen befinden sich senkrecht zu der Bodenfläche 27
verlaufende Stifte 28 und 29 bzw. 30 und 30a, die als
Lichtbogenlöschhilfe dienen und aus einem geeigneten,
gasabgebenden Material bestehen.
Die Vertiefung 12 besitzt Seitenwände 31, die eine Stu
fung 32 aufweisen, die als umlaufende Stufung ausgebildet
und auf der eine Hartpapierplatte 33 aufgelegt ist. Der
zwischen der Hartpapierplatte 33 und dem freien Rand des
Gehäuses bzw. der Vertiefung 21 befindliche freie Raum
wird mit Gießharz 34 ausgegossen.
Man erkennt in Fig. 2, daß auf der Außenseite der Hart
papierplatte 33 ein Magnet 35 befestigt ist, wogegen auf
der Innenseite der Hartpapierplatte 33 ein Keramikplätt
chen 36 angebracht ist.
In der Fig. 3, die eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung P
der Fig. 2 zeigt, erkennt man die Schaltkammer 10 mit
der Hartpapierplatte 33 und dem Gießharzausguß 34. Im Be
reich der Kontaktstellen sind zwei Magnete 35 und 36 vor
gesehen, deren Feldlinien innerhalb der Magnetkörper
senkrecht zur Zeichenebene und senkrecht zu der Ebene, in
der sich die Kontaktbrücke 16 bewegt, verlaufen. Wie aus
der Fig. 3 ersichtlich, sind die Magnete 35 und 36 so
angeordnet, daß der rechts befindliche Magnet mit seinem
Südpol auf der Hartpapierplatte 33 und der links befind
liche Magnet 36 mit seinem Nordpol auf der Hartpapier
platte 33 aufliegen und darin mittels Gießharz befestigt
sind.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante. Anstatt eines einzigen
Permanentmagneten 35 bzw. 36 für jede Kontaktstelle sind
jeweils zwei Permanentmagnetelemente 40, 41 bzw. 42, 43
vorgesehen, wobei ihre Magnetlinien so angeordnet sind,
daß sich die innerhalb der Magnete befindlichen Magnetli
nien parallel zur Längserstreckung der Kontaktbrücke 16
verlaufen. Man erkennt, daß die links gezeichneten Perma
nentmagnetelemente 40 und 41 mit dem Nordpol nach links
und die rechts gezeichneten Magnetelement 42 und 43 mit
ihren Südpolen nach rechts gerichtet sind, so daß die
vier Magnetelemente in gleicher Richtung ausgerichtet
sind.
Claims (5)
1. Elektrischer Schalter, mit einer Schaltkammer, in
der wenigstens eine ein festes und ein bewegliches Kon
taktstück aufweisende Kontaktstelle und eine der Kontakt
stelle zugeordnete Lichtbogenlöschhilfe angeordnet sind,
und die in einem napfförmigen und mittels einer Abdeckung
geschlossenen Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß außerhalb der Abdeckung (34) eine Perma
nentmagnetanordnung (35, 36; 40, 41, 42, 43) so angeord
net und angebracht ist, daß deren magnetisches Feld den
beim Öffnen der Kontaktstelle (14, 17; 15, 18) entstehen
den Lichtbogen gegen die Lichtbogenlöschhilfe (28, 29;
30, 40) treibt.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Permanentmagnetanordnung wenigstens ein Perma
nentmagnetelement für jede Kontaktstelle aufweist, dessen
im Inneren des Magnetelementes verlaufende Magnetlinien
etwa in Richtung des Lichtbogenlaufes verlaufen.
3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Permanentmagnetanordnung (35, 36) ein Permanent
magnetelement für jede Kontaktstelle aufweist, dessen im
Inneren des Permanentmagnetelementes verlaufende Magnet
linien senkrecht zu der Ebene verlaufen, die durch die
Bewegung des beweglichen Kontaktstückes (17, 18) und den
Lichtbogen gebildet ist.
4. Schalter nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Abdeckplatte wenigstens im
Bereich der Kontaktstellen (14, 17; 15, 18) auf deren den
Kontaktstellen zugewandten Seite eine Keramikschutzplatte
(36) vorgesehen ist.
5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus einem Kera
mikmaterial gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924243249 DE4243249A1 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Elektrischer Schalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924243249 DE4243249A1 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Elektrischer Schalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4243249A1 true DE4243249A1 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=6475954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924243249 Withdrawn DE4243249A1 (de) | 1992-12-19 | 1992-12-19 | Elektrischer Schalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4243249A1 (de) |
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- 1992-12-19 DE DE19924243249 patent/DE4243249A1/de not_active Withdrawn
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