DE4342129A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der Vergangenheit bestanden bei konventionellen Strom­ unterbrechern für Gleich- und Wechselstrom aufgrund der anders gearteten Schaltaufgaben konstruktive Unterschie­ de. 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 Schal­ ter lastfrei schalten kann; im Normalfall aber wird der Schalter geeignet sein müssen, im genannten Frequenzbe­ reich 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.

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 der Abdeck­ platte abgedeckt ist, wobei dann die Abdeckplatte von au­ ßen noch mit Gießharz zugegossen wird.

Unter bestimmten ungünstigen Umständen kann die Abdeck­ platte durch den Lichtbogen beschädigt werden. Erfin­ dungsgemäß ist deshalb im Bereich der Kontaktstellen und damit auch der Entstehungsstelle des Lichtbogens als Schutz ein Keramikplättchen für jede Kontaktstelle vorge­ sehen, die zwischen der Kontaktstelle und der Abdeck­ platte anzuordnen sind. Natürlich kann auch eine Keramik­ platte, die den Schalterraum abdeckt, vorgesehen werden.

Erfindungsgemäß wird die Permanentmagnetanordnung durch den magnetisierbaren Kunststoff gebildet sein, der in ge­ eigneter Weise vor Abdeckung bzw. Verschließen der Schaltkammer oder nach Verschließen und vor dem Vergießen oder nach dem Vergießen mit Vergießmasse magnetisiert ist. Der Magnetlinienverlauf innerhalb der Abdeckplatte aus magnetisiertem Kunststoff verläuft dann in Bewegungs­ richtung des Lichtbogenlaufes.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen 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 Abdeckplatte aus magnetisierbarem Kunststoff.

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, Fig. 2, die eine Stufung 32 aufweisen, die als umlaufende Stufung ausgebildet und auf der eine Abdeckplatte 50 aufgelegt ist. Der zwischen der Abdeckplatte 50 und dem freien Rand des Gehäuses bzw. der Vertiefung 21 befindliche freie Raum wird mit Gießharz 34 ausgegossen.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II des Schaltgerätes nach Fig. 1. Die Vertiefung 12 ist von der Abdeckplatte 50 abgedeckt, die aus magneti­ sierbarem Kunststoff besteht und so magnetisiert ist, daß sie, wie in Fig. 3 angedeutet, in dem links von der Mit­ tellinie M-M befindlichen Bereich 51 den Nordpol und in dem rechts befindlichen Bereich 52 den Südpol aufweist. Die Magnetlinien innerhalb der Abdeckplatte 15 verlaufen dann in Richtung der Bewegung des Lichtbogens. Die Kon­ taktstücke 14, 17; 15, 18 befinden sich dabei etwa dort, wo die Buchstaben M bzw. M in der Zeichnung Fig. 6 ange­ ordnet sind.

Der magnetisierbare Kunststoff der Abdeckplatte 50 kann vor Einbringen in die Vertiefung 12, nach Einlegen und vor Vergießen mit der Vergießmasse 34 oder nach dem Ver­ gießen mit der Vergießmasse 34 magnetisiert werden.

Zum Schutz der Abdeckplatte 50 ist auf deren Innenseite eine Keramikplatte 36 vorgesehen.

Claims (3)

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 gas- und druckdichten Abdeckung, die eine Abdeckplatte und eine darauf aufgebrachte Vergießmasse außerhalb der Abdeck­ platte aufweist, geschlossenen Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (50) aus ma­ gnetisierbarem und vor oder nach Einbringen der Abdeck­ platte (50) oder nach Vergießen mit der Vergießmasse (34) magnetisiertem Kunststoff besteht.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckplatte (50) wenigstens im Bereich der Kon­ taktstellen (14, 17; 15, 18) auf deren den Kontaktstellen zugewandten Seite eine Keramikschutzplatte (36) zugeord­ net ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckplatte (50) so magnetisiert ist, daß die Magnetlinien im Inneren der Abdeckplatte (50) in Bewegungsrichtung des Lichtbogenlaufes verlaufenden.