EP0158124B1 - Arc-extinguishing device for electrical switches - Google Patents
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- EP0158124B1 EP0158124B1 EP85102610A EP85102610A EP0158124B1 EP 0158124 B1 EP0158124 B1 EP 0158124B1 EP 85102610 A EP85102610 A EP 85102610A EP 85102610 A EP85102610 A EP 85102610A EP 0158124 B1 EP0158124 B1 EP 0158124B1
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- arc
- antechamber
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- prechamber
- quenching device
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- H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts
Definitions
- the invention relates to an arc extinguishing device according to the preamble of claim 1.
- a high-performance switching path with an arc stack in an arc chamber in which a pivotable contact piece with one end is rotatably mounted on one of the two arc guide plates of the package and on its free end carries an electrical connection directly opposite the end of the other arc guide plate designed as a fixed contact piece and an electrical connection point.
- the switching arc that forms when the switching path is opened moves with its base along the movable contact piece until it is pivoted on the one arc baffle, in order to then turn it from the front into the quenching plate packet from both arc baffles.
- the ignited switching arc Due to the magnetic field that forms during the separation of the contact pieces, the ignited switching arc is driven with its one foot point along the swivel contact piece in the direction of its bearing point on the one arc guide plate of the quenching plate package, while the other foot point of the arc remains in the area of the fixed contact point of the other arc guide plate. As soon as the arc extends over the full height of the quenching plate package, it can run into the corresponding number of partial arcs in the quenching plate package and cool down and deionize itself sufficiently there.
- an arc quenching chamber for an electrical installation device with an arc extinguishing plate assigned to each contact point in which iron sheet parts are arranged on both sides of each contact point and are surrounded by insulating material.
- This configuration has the advantage that, on the one hand, the magnetic blowing of the arc is improved, as a result of which the arc runs in faster away from the contact point and into the arc-quenching plates and thus brings about an improvement in the switch-off process, and, on the other hand, through the gas emission of the U-shaped insulating material stirrup or the insulating material has an additional arc-quenching effect.
- Another advantage results from the protection of the contact pieces from erosion as a result of the better blowing of the arc, as a result of which the precious metal layer on the contact pieces themselves can be reduced.
- the described quenching devices which operate on the principle of forced quenching, preferably consist of a prechamber which constricts the arc and brings it to a favorable length, and of a stack of quenching plates connected to it, which divides the arc into partial arcs.
- a prechamber which constricts the arc and brings it to a favorable length
- a stack of quenching plates connected to it which divides the arc into partial arcs.
- Such parts are preferred supported by appropriate shapes of the housing walls from the outside.
- An internal limitation of the prechamber space is usually achieved by arranging the arc guide rails accordingly.
- the object of the invention is therefore to design the prechamber so that, in addition to simplifying the assembly, the function and the mode of operation of the arc quenching device are also improved.
- the crosspieces which connect the two prechamber plates to one another are to be arranged such that a first crosspiece in the region in which the movable contact piece is switched off, i.e. above or behind the arc commutation point, that is the place at which the arc base point changes from the contact nose to the guardrail or commutated, and at least one crossbar in front of the quenching plate package.
- the crosspiece or crosspieces in front of the quenching plate package prevent backfire in the prechamber space in the case of an arc located in the quenching plate package and divided into individual arcs, since this is deionized more quickly by the or the crosspieces.
- the gas-emitting effect of the prechamber plates also acts - supported essentially by the webs - right into the sheet cutout of the stack of fire-fighting sheets. In this way, the partial arcs are held more stable between the quenching plates.
- the partial arcs are re-ignited in the sheet cut-out, the gas-releasing effect of the webs starts immediately, and the arc is accelerated to be split again into the stack of quenching sheets. At the same time, the webs prevent the re-ignited arc from running back into the antechamber.
- the number of crossbars depends on the switching capacity and the associated arc energy.
- the prechamber plates which form the lateral boundary of the prechamber, are produced from an injection-moldable or pourable material, both plates being connected to one another by at least two transverse webs and being used as an integral prechamber block in the prechamber.
- cams are formed on the prechamber block, which are used for positioning in the switch housing, so that additional support points in the switch housing can be omitted. This results in a special cost advantage for the manufacture of the switch housings or their pressing tools. A further improvement is achieved if recesses are provided in the switch housing, into which the cams formed on the prechamber block engage to fix it.
- the switch housing can also have recesses which accommodate the cams of the prechamber block which are designed as resilient snap elements.
- the cams can also be riveted from the outside.
- the one-piece prechamber block it is made of a thermoplastic, with the molded-on cams reaching through the housing wall for its rigid fixation in the prechamber and being deformed rivet-shaped from the outside by means of a hot stamp. In this embodiment, only a single part is required, which is also inexpensive to manufacture and considerably simplifies handling during switch assembly.
- the contact arrangement shown in Fig. 1 consists of a movable contact piece 10 which is rotatably mounted in a pivot point 11 in the housing, not shown. Its contact horn 12 abuts a fixed contact piece 14 which is connected to a guide rail 16.
- the guardrail 16 is the upper limit of the quenching chamber 18, which receives a stack of quenching sheets 20.
- the quench chamber 18 is delimited at the bottom by a guide rail 22, which also delimits the prechamber 24 directly adjoining the quench chamber laterally and downwards.
- a prechamber block 26 designed according to the invention is inserted into the prechamber 24 delimited by the stack of extinguishing plates 20 and the guide rail 22.
- FIG. 2 shows an arrangement similar to that in FIG. 1.
- the contact point is between the contact horn 12 of the movable contact piece 10, which is also rotatably attached to a bearing 11 in the housing, not shown, and a fixed contact piece 23 on the opposite side of the stack 20 of extinguishing plates. Accordingly, the rest of the arrangement changes slightly.
- the guide rail 22 connects, which laterally and below the prechamber 24 the pre-chamber block 27 used and the arcing chamber 18 limited.
- the delimitation chamber is delimited at the top by the guide rail 17.
- the prechamber block 27 has a transverse web 28 at the level of the contact point between the contact horn 12 and the fixed contact piece 23.
- Three cross webs 31 are provided underneath the cross web 28 and are arranged directly in front of the stack of extinguishing sheets 20.
- FIG. 3 shows the side view of a prechamber block, the transverse web 28 of which is located opposite the contact point, the commutation point, has a rectangular cross section, and the transverse webs 30 located in front of the stack of quenching plates have a round cross section.
- the prechamber block 26 is aligned with the housing contour.
- the area of the side surfaces 25 of the prechamber block 26, which includes the commutation point, has a rectangular recess 32, and on the diagonally opposite side a bevel 34 is provided which bears against the guide rail 22 adapted to the housing contour.
- the shape of the recess is chosen so that an assembly of the prechamber block 26 is also possible with a movable contact piece 10 and fixed contact piece 14 and the guide rail 22 (according to FIG. 1) already installed.
- FIG 4 shows a front view of the prechamber block 26 with two prechamber plates 25 which are connected to one another by a crosspiece 28 and by three crosspieces 30.
- FIG. 5 shows the side view of a prechamber block 26 with a rectangular recess 32 and a bevel 34 corresponding to FIG. 3.
- the transverse web 29 located laterally next to the commutation point has a triangular cross section.
- a cross bar 30 is arranged with a round cross section.
- FIG. 6 shows the front view of such a prechamber block, which consists of two prechamber plates 25 which are connected to one another by a crosspiece 29 and a crosspiece 30.
- the prechamber block 26 is shown in plan view in FIG. 7.
- Four cams 36 are formed on the prechamber plates 25, which are connected to one another by a crossbar 28 and by a crossbar 30, which are guided in correspondingly arranged recesses 42 in the housing side walls 40 for fixing the prechamber block 26.
- FIG. 8 also shows a prechamber block 26 in plan view, four cams 36 being formed on its prechamber plates 25, which are connected to one another by a crosspiece 28 and 30, which pass through the housing wall 40 in recesses 44. To fix the prechamber block, the cams 36 are fastened from the outside to the housing wall 40 by means of rivets 38.
- FIG. 9 A longitudinally from a front face of slotted pin 46, which is fixedly connected to the prechamber plates 25, has a bead-like thickening 48 directly at its free end, which engages in a form-fitting manner in correspondingly shaped recesses 50 when the prechamber block 26 is inserted into the switch housing, whereby due to the slot 52 in the pin 46 whose ends can be compressed radially to resume the original position after relief.
- the function of the one-piece prechamber block 26, 27 is that when the movable contact piece 10 is lifted off from the fixed contact piece 14, 23, an arc is ignited, which is limited laterally by the prechamber plates 25 from the fixed contact piece 14, 23 to the quenching plate stack 20, which shifts between the Guardrails 16, 17 and 22 is arranged.
- the crossbars 28, 29 contribute with their gas-releasing effect to accelerate the arc in the quenching plate stack, where it goes out.
- the design is provided such that the crossbar 28 behind the commutation point has a much larger gas-emitting area than the crossbars 30 in front of the stack of quenching sheets 20.
- the crossbars 30 in front of stack of quenching sheets 20, since the gas-emitting area on the back of the arc is many times larger. If there is an arc in the stack of quenching sheets 20 and it is divided into individual arcs, then the crosspieces or crosspieces 30 prevent re-ignition into the pre-chamber 24 due to their gas-releasing effect, since the drive from the quenching chamber 18 back into the pre-chamber 24 is weaker.
- the crossbar 28, 29, in particular with reference to FIG. 1, has the primary task of keeping the prechamber plates 25 at a distance.
- the gas-emitting surfaces are the surfaces of the prechamber plates 25; ie, the arc energy is largely converted into decomposition energy in the prechamber area.
- the webs 28, 29 are also advantageously designed so that after commutation of the arc base from the movable contact piece 10 to the guide rail 16 or 22, the arc running speed is increased by the web 28 or 29 as close as possible above the commutation point becomes; that is, the gas-emitting area is increased in this base region.
- the drive is on the arc much larger than the jamming effect of the webs 30, so that the arc speed is practically not adversely affected.
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arc extinguishing device according to the preamble of claim 1.
Um die Beschädigung der Kontaktstücke infolge eines Lichtbogens, der beim Öffnen eines elektrischen Stromkreises, das heißt dem Trennen der Kontaktstücke, insbesondere bei höheren Stromstärken auftritt, zu vermeiden, sind seit langem Maßnahmen vorgesehen, die den Lichtbogen schnellstmöglich von den Kontaktstücken entfernen und zum Erlöschen bringen.In order to avoid damage to the contact pieces as a result of an arc which occurs when an electrical circuit is opened, that is to say when the contact pieces are disconnected, in particular at higher currents, measures have long been provided which remove the arc from the contact pieces as quickly as possible and extinguish them .
Aus der DE-AS 24 23 207 ist eine Hochleistungsschaltstrecke mit einem Löschblechpaket in einer Lichtbogenkammer bekannt, bei dem ein verschwenkbares Kontaktstück mit einem Ende an dem einen der beiden Lichtbogenleitbleche des Löschblechpaketes drehbar gelagert ist und an seinem freien Ende unmittelbar gegenüber dem als Festkontaktstück und elektrische Anschlußstelle ausgebildeten Ende des anderen Lichtbogenleitblechs einen elektrischen Anschluß trägt. Der sich beim Öffnen der Schaltstrecke ausbildende Schaltlichtbogen bewegt sich mit seinem Fußpunkt entlang dem beweglichen Kontaktstück bis zu dessen Drehlagerung an dem einen Lichtbogenleitblech fort, um daran anschließend von beiden Lichtbogenleitblechen aus von der Stirnseite her in das Löschblechpaket einzudrehen. Aufgrund des sich bei der Trennung der Kontaktstücke bildenden magnetischen Feldes wird der gezündete Schaltlichtbogen mit seinem einen Fußpunkt entlang dem Schwenkkontaktstück in Richtung seiner Lagerstelle an dem einen Lichtbogenleitblech des Löschblechpakets getrieben, während der andere Fußpunkt des Lichtbogens im Bereich der Festkontaktstelle des anderen Lichtbogenleitblechs bleibt. Sobald sich der Lichtbogen über die volle Höhe des Löschblechpakets erstreckt, kann er unter Aufteilung in eine entsprechende Anzahl von Teillichtbögen in das Löschblechpaket einlaufen und sich dort selbst hinreichend abkühlen und entionisieren.From DE-AS 24 23 207 a high-performance switching path with an arc stack in an arc chamber is known, in which a pivotable contact piece with one end is rotatably mounted on one of the two arc guide plates of the package and on its free end carries an electrical connection directly opposite the end of the other arc guide plate designed as a fixed contact piece and an electrical connection point. The switching arc that forms when the switching path is opened moves with its base along the movable contact piece until it is pivoted on the one arc baffle, in order to then turn it from the front into the quenching plate packet from both arc baffles. Due to the magnetic field that forms during the separation of the contact pieces, the ignited switching arc is driven with its one foot point along the swivel contact piece in the direction of its bearing point on the one arc guide plate of the quenching plate package, while the other foot point of the arc remains in the area of the fixed contact point of the other arc guide plate. As soon as the arc extends over the full height of the quenching plate package, it can run into the corresponding number of partial arcs in the quenching plate package and cool down and deionize itself sufficiently there.
Eine weitere Anordnung zur Löschung von Schaltlichtbögen ist aus der DE-AS 27 16 619 bekannt geworden. Von den die Kontaktanordnung flankierenden Isolierstoffplatten besteht die eine aus Keramik und die andere aus gasabgebendem Material mit einer Eiseneinlage. Die Platten sind so angeordnet, daß die von dem von einer Auslösespule ausgehenden magnetischen Streufeld resultierende, auf einem bei der Kontaktöffnung entstehenden Lichtbogen wirkende Kraftkomponente auf die Isolierstoffplatte mit Eiseneinlage gerichtet ist. Diese Kraft hat stets die gleiche Richtung, da sich bei Stromumkehr auch die Feldrichtung umkehrt. In gleicher Richtung wirkt auch die den Lichtbogen anziehende Kraft der Eiseneinlage der Isolierstoffplatte. Auf diese Weise wird selbstregulierend eine ausreichende, aber nicht zu starke Gasabgabe zur Kühlung des Lichtbogens erreicht. Infolge der gegeneinander gerichteten Kräfte tritt eine Symmetrierung des Lichtbogens ein, so daß eine höhere Laufgeschwindigkeit erreicht und ein unsymmetrischer Kontaktabbrand vermieden wird.Another arrangement for extinguishing switching arcs has become known from DE-AS 27 16 619. Of the insulating material flanks flanking the contact arrangement, one consists of ceramic and the other of gas-emitting material with an iron insert. The plates are arranged in such a way that the force component resulting from the magnetic stray field emanating from a trigger coil and acting on an arc which arises at the contact opening is directed onto the insulating plate with an iron insert. This force always has the same direction, since the field direction also reverses when the current is reversed. The arc-pulling force of the iron insert acts in the same direction Insulating plate. In this way, sufficient but not excessive gas emission for cooling the arc is achieved in a self-regulating manner. As a result of the opposing forces, the arc is symmetrized, so that a higher running speed is achieved and asymmetrical contact erosion is avoided.
Aus der DE-OS 30 30 429 ist eine Lichtbogenlöschkammer für ein elektrisches Installationsgerät, mit einer jeder Kontaktstelle zugeordneten Lichtbogenlöschblechen bekannt, bei dem beidseitig zu jeder Kontaktstelle Eisenblechteile angeordnet sind, die von Isolierstoffmaterial umgeben sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß zum einem die magnetische Beblasung des Lichtbogens verbessert wird, wodurch der Lichtbogen schneller von der Kontaktstelle weg und in die Lichtbogenlöschbleche einläuft und damit eine Verbesserung des Abschaltvorgangs bewirkt, und zum anderen durch die Gasabgabe der U-förmigen Isolierstoffbügel bzw. des Isolierstoffmaterials eine zusätzliche lichtbogenlöschende Wirkung erzielt wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Schonung der Kontaktstücke vor Abbrand infolge der besseren Beblasung des Lichtbogens, wodurch die Edelmetallauflage an den Kontaktstücken selbst verkleinert werden kann.From DE-OS 30 30 429 an arc quenching chamber for an electrical installation device with an arc extinguishing plate assigned to each contact point is known, in which iron sheet parts are arranged on both sides of each contact point and are surrounded by insulating material. This configuration has the advantage that, on the one hand, the magnetic blowing of the arc is improved, as a result of which the arc runs in faster away from the contact point and into the arc-quenching plates and thus brings about an improvement in the switch-off process, and, on the other hand, through the gas emission of the U-shaped insulating material stirrup or the insulating material has an additional arc-quenching effect. Another advantage results from the protection of the contact pieces from erosion as a result of the better blowing of the arc, as a result of which the precious metal layer on the contact pieces themselves can be reduced.
Die beschriebenen Löscheinrichtungen, die nach dem Prinzip der erzwungenen Löschung arbeiten, bestehen vorzugsweise aus einer Vorkammer, die den Lichtbogen einengt und auf eine günstige Länge bringt, sowie aus einem sich daran anschließenden Löschblechstapel, der den Lichtbogen in Teillichtbögen unterteilt. Zur Begrenzung der Vorkammer werden, wie oben beschrieben, häufig eingelegte Bleche oder Platten aus Keramik oder einem gasabgebenden Material verwendet. Derartige Teile werden vorzugsweise durch entsprechende Ausformungen der Gehäusewandungen von außen abgestützt. Eine innere Begrenzung des Vorkammerraumes wird meist durch entsprechende Anordnung der Lichtbogenlaufschienen erreicht.The described quenching devices, which operate on the principle of forced quenching, preferably consist of a prechamber which constricts the arc and brings it to a favorable length, and of a stack of quenching plates connected to it, which divides the arc into partial arcs. As described above, often inserted sheets or plates made of ceramic or a gas-emitting material are used to limit the antechamber. Such parts are preferred supported by appropriate shapes of the housing walls from the outside. An internal limitation of the prechamber space is usually achieved by arranging the arc guide rails accordingly.
Angesichts der Anzahl der einzubauenden Teile, ihrer Größe sowie der kompakten Bauweise der Schalter sowie dem Trend zu weiterer Verkleinerung der Abmessungen sind die Nachteile augenfällig. Die Montage vieler kleinerer Teile ist schwierig und zeitaufwendig. Bei der Ausgestaltung der Lichtbogenlaufschienen ist ihre distanzierende Funktion zu berücksichtigen. Zur Lagefixierung der Einlegeteile müssen die Gehäusehälften verschiedene Auflagepunkte aufweisen.In view of the number of parts to be installed, their size and the compact design of the switches as well as the trend to further reduce the dimensions, the disadvantages are obvious. The assembly of many smaller parts is difficult and time consuming. When designing the arc guide rails, their spacing function must be taken into account. To fix the position of the inserts, the housing halves must have different support points.
Aus der DE-A 22 34 423 ist ein elektrisches Schaltgerät der eingangs genannten Art beschrieben, bei dem die Kontaktstellen von Kammerwänden begrenzt sind, die mittels Querstegen miteinander verbunden sind. Da es sich bei diesem Schalter um einen Schalter mit zwei Kontaktstellen handelt, ist eine Zwischenwand zur Trennung der beiden Kontaktstellen vorhanden und an dieser Zwischenwand sind die die beiden der Zwischenwand benachbarten Kammerwände quasi durchgreifenden und über diese beiden innen liegenden Kammerwände hinaus verlängerten Querstege angeformt, so daß über diese Zwischenwand, die zwischen den beiden Gehäuseschalen des den Schalter umgebenden Gehäuses festgehalten ist, und über die Querstege die Kammerwände im Schaltgerät fixiert werden. Ob darüberhinaus die Querstege besondere Aufgaben bei der Lichtbogenlöschung zu übernehmen haben, ist aus der DE-A 22 34 423 nicht zu ersehen.From DE-A 22 34 423 an electrical switching device of the type mentioned is described, in which the contact points are limited by chamber walls which are connected to one another by means of crosspieces. Since this switch is a switch with two contact points, there is an intermediate wall for separating the two contact points, and on this intermediate wall, the two cross walls that extend through the two adjacent chamber walls and extend beyond these two inner chamber walls are formed, so that the chamber walls are fixed in the switching device via this intermediate wall, which is held between the two housing shells of the housing surrounding the switch, and via the transverse webs. It is not clear from DE-A 22 34 423 whether the crossbars also have special tasks in arc extinguishing.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Vorkammer so auszubilden, daß neben der Vereinfachung der Montage auch die Funktion und die Wirkungsweise der Lichtbogenlöscheinrichtung verbessert wird.The object of the invention is therefore to design the prechamber so that, in addition to simplifying the assembly, the function and the mode of operation of the arc quenching device are also improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Erfindungsgemäß sind die Querstege, die die beiden Vorkammerplatten miteinander verbinden, so anzuordnen, daß ein erster Quersteg im Bereich der Ausschaltstellung der beweglichen Kontaktstückes, also oberhalb oder hinter dem Lichtbogenkommutierungspunkt, das ist der Ort, an dem der Lichtbogenfußpunkt von der Kontaktnase auf die Leitschiene wechselt oder kommutiert, und wenigstens ein Quersteg vor dem Löschblechpaket liegen. Der damit erreichte Vorteil besteht darin, daß der Quersteg hinter dem Kommutierungspunkt die gasabgebende Fläche im Rücken des Lichtbogens vergrößert. Der oder die Querstege vor dem Löschblechpaket verhindern bei einem im Löschblechpaket befindlichen, in Einzellichtbögen aufgeteilten Lichtbogen ein Rückzünden in den Vorkammerraum, da dieser durch den oder die Stege rascher entionisiert wird. Die gasabgebende Wirkung auch der Vorkammerplatten wirkt - wesentlich unterstützt durch die Stege - bis in den Blechausschnitt des Löschblechstapels hinein. Auf diese Weise werden die Teillichtbögen stabiler zwischen den Löschblechen gehalten. Bei Rückzündung der Teillichtbögen in den Blechausschnitt setzt umgehend die gasabgebende Wirkung der Stege ein, und der Lichtbogen wird beschleunigt wieder zur Aufteilung in den Löschblechstapel getrieben. Gleichzeitig verhindern die Stege ein Zurücklaufen des rückgezündeten Lichtbogens in die Vorkammer. Die Anzahl der Querstege hängt ab von der jeweiligen Schaltleistung und der damit verbundenen Lichtbogenenergie.According to the invention, the crosspieces which connect the two prechamber plates to one another are to be arranged such that a first crosspiece in the region in which the movable contact piece is switched off, i.e. above or behind the arc commutation point, that is the place at which the arc base point changes from the contact nose to the guardrail or commutated, and at least one crossbar in front of the quenching plate package. The advantage achieved in this way is that the crossbar behind the commutation point increases the gas-emitting area in the back of the arc. The crosspiece or crosspieces in front of the quenching plate package prevent backfire in the prechamber space in the case of an arc located in the quenching plate package and divided into individual arcs, since this is deionized more quickly by the or the crosspieces. The gas-emitting effect of the prechamber plates also acts - supported essentially by the webs - right into the sheet cutout of the stack of fire-fighting sheets. In this way, the partial arcs are held more stable between the quenching plates. When the partial arcs are re-ignited in the sheet cut-out, the gas-releasing effect of the webs starts immediately, and the arc is accelerated to be split again into the stack of quenching sheets. At the same time, the webs prevent the re-ignited arc from running back into the antechamber. The number of crossbars depends on the switching capacity and the associated arc energy.
Die Vorkammerplatten, die die seitliche Begrenzung der Vorkammer bilden, werden aus einem spritz- oder gießbarem Material hergestellt, wobei beide Platten durch wenigstens zwei Querstege miteinander verbunden sind und als ein einstückiger Vorkammerblock in die Vorkammer eingesetzt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung werden an den Vorkammerblock Nocken angeformt, die zur Positionierung im Schaltergehäuse dienen, so daß zusätzliche Abstützpunkte im Schaltergehäuse entfallen können. Hieraus resultiert ein besonderer Kostenvorteil für die Herstellung der Schaltergehäuse bzw. deren Preßwerkzeuge. Eine weitere Verbesserung wird erzielt, wenn im Schaltergehäuse Vertiefungen vorgesehen sind, in welche die am Vorkammerblock angeformten Nocken zu seiner Fixierung eingreifen.The prechamber plates, which form the lateral boundary of the prechamber, are produced from an injection-moldable or pourable material, both plates being connected to one another by at least two transverse webs and being used as an integral prechamber block in the prechamber. In an advantageous embodiment, cams are formed on the prechamber block, which are used for positioning in the switch housing, so that additional support points in the switch housing can be omitted. This results in a special cost advantage for the manufacture of the switch housings or their pressing tools. A further improvement is achieved if recesses are provided in the switch housing, into which the cams formed on the prechamber block engage to fix it.
Alternativ kann das Schaltergehäuse auch Ausnehmungen aufweisen, welche die als federnde Schnappelemente ausgebildeten Nocken des Vorkammerblocks aufnehmen. Um eine sichere Fixierung beim Montageablauf zu erreichen, können die Nocken auch von außen vernietet sein. In vorteilhafter Ausbildung des einstückigen Vorkammerblocks wird dieser aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, wobei zu seiner starren Fixierung in der Vorkammer die angeformten Nocken die Gehäusewand durchgreifen und von außen mittels eines Warmstempels nietförmig verformt werden. Bei dieser Ausgestaltung wird nur ein einziges Teil benötigt, das sich zudem günstig herstellen läßt und die Handhabung bei der Schaltermontage wesentlich vereinfacht.Alternatively, the switch housing can also have recesses which accommodate the cams of the prechamber block which are designed as resilient snap elements. In order to achieve a secure fixation during the assembly process, the cams can also be riveted from the outside. In an advantageous embodiment of the one-piece prechamber block, it is made of a thermoplastic, with the molded-on cams reaching through the housing wall for its rigid fixation in the prechamber and being deformed rivet-shaped from the outside by means of a hot stamp. In this embodiment, only a single part is required, which is also inexpensive to manufacture and considerably simplifies handling during switch assembly.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements and improvements of the invention can be found in the further subclaims.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.The invention, advantageous refinements and improvements of the invention and further advantages are to be explained and described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine herkömmliche Kontaktanordnung eines Schalters mit Löschkammer und Vorkammer, in welche ein Vorkammerblock gemäß der Erfindung eingesetzt ist,
- Figur 2
- eine herkömmliche Kontaktanordnung mit Löschkammer und Vorkammer, in welche ein Vorkammerblock gemäß der Erfindung eingesetzt ist (gegenüber Figur 1 geänderte Anordnung des beweglichen Kontaktstücks),
- Figur 3
- eine Seitenansicht des Vorkammerblocks, wie er in Figur 1 vorgesehen ist, mit drei Querstegen,
- Figur 4
- eine Seitenansicht zu Figur 3,
- Figur 5
- eine Seitenansicht eines Vorkammerblocks wie er in Figur 1 vorgesehen ist, mit einem Quersteg,
- Figur 6
- eine Seitenansicht zu Figur 5,
- Figur 7
- die Draufsicht auf einen im Gehäuse montierten Vorkammerblock, dessen Nocken in gehäuseseitige Ausnehmungen greifen,
- Figur 8
- die Draufsicht eines in das Gehäuse eingesetzten Vorkammerblocks, dessen Nocken durch gehäuseseitige Ausnehmungen durchgreifen und vernietet sind,
- Fig. 9
- Teilschnitt eines Vorkammerblocks mit Schnappelement als Nocken.
- Figure 1
- a conventional contact arrangement of a switch with arcing chamber and prechamber, in which a prechamber block according to the invention is inserted,
- Figure 2
- a conventional contact arrangement with arcing chamber and prechamber, in which a prechamber block according to the invention is inserted (arrangement of the movable contact piece changed compared to FIG. 1),
- Figure 3
- 3 shows a side view of the prechamber block, as is provided in FIG. 1, with three transverse webs,
- Figure 4
- 3 shows a side view of FIG. 3,
- Figure 5
- 2 shows a side view of a prechamber block as provided in FIG. 1 with a cross piece,
- Figure 6
- 5 shows a side view of FIG. 5,
- Figure 7
- the top view of a prechamber block mounted in the housing, the cams of which engage in recesses on the housing,
- Figure 8
- the top view of a prechamber block inserted into the housing, the cams of which reach through recesses on the housing and are riveted,
- Fig. 9
- Partial section of a prechamber block with a snap element as a cam.
Die in Fig. 1 dargestellte Kontaktanordnung besteht aus einem beweglichen Kontaktstück 10, welches in dem nicht näher dargestellten Gehäuse in einem Drehpunkt 11 drehbar gelagert ist. Sein Kontakthorn 12 liegt an einem Festkontaktstück 14 an, welches mit einer Leitschiene 16 verbunden ist. Die Leitschiene 16 ist die obere Begrenzung der Löschkammer 18, welche einen Löschblechstapel 20 aufnimmt. Nach unten wird die Löschkammer 18 begrenzt von einer Leitschiene 22, welche auch die an die Löschkammer unmittelbar anschließende Vorkammer 24 seitlich und nach unten begrenzt. In die vom Löschblechstapel 20 und der Leitschiene 22 begrenzte Vorkammer 24 wird ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Vorkammerblock 26 eingesetzt.
Gegenüber der Kontaktstelle des Kontakthorns 12 des beweglichen Kontaktstücks 10 mit dem Festkontaktstück 14 befindet sich im Vorkammerblock 26 auf der abgewandten Seite ein Quersteg 28, unterhalb dieser Kontaktstelle sind die Seitenwände des Vorkammerblocks durch zwei Querstege 30 miteinander starr verbunden.The contact arrangement shown in Fig. 1 consists of a
Opposite the contact point of the
In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 1 dargestellt. Im Unterschied zu Fig. 1 befindet sich die Kontaktstelle zwischen dem Kontakthorn 12 des beweglichen Kontaktstücks 10, welches ebenfalls an einer Lagerstelle 11 im nicht näher dargestellten Gehäuse drehbar befestigt ist, und einem Festkontaktstück 23 auf der dem Löschblechstapel 20 gegenüberliegenden Seite. Demgemäß ändert sich die übrige Anordnung geringfügig. An das Festkontaktstück 23 schließt die Leitschiene 22 an, welche seitlich und unterhalb die Vorkammer 24 mit dem eingesetzten Vorkammerblock 27 sowie die Löschkammer 18 begrenzt. Die Begrenzung der Löschkammer nach oben erfolgt durch die Leitschiene 17. Der Vorkammerblock 27 weist in Höhe der Kontaktstelle zwischen Kontakthorn 12 und Festkontaktstück 23 einen Quersteg 28 auf. Unterhalb des Querstegs 28 sind direkt vor dem Löschblechstapel 20 angeordnet drei Querstege 31 vorgesehen.FIG. 2 shows an arrangement similar to that in FIG. 1. In contrast to Fig. 1, the contact point is between the
In Fig. 3 ist die Seitenansicht eines Vorkammerblocks dargestellt, dessen gegenüber der Kontaktstelle, dem Kommutierungspunkt, befindlicher Quersteg 28 einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und dessen vor dem Löschblechstapel befindliche Querstege 30 runden Querschnitt haben. In seiner Außenkontur ist der Vorkammerblock 26 der Gehäusekontur angeglichen. Der Bereich der Seitenflächen 25 des Vorkammerblocks 26, der den Kommutierungspunkt umfaßt, weist eine Rechteckaussparung 32 auf, und auf der diagonal gegenüberliegenden Seite ist eine Anschrägung 34 vorgesehen, die sich an die der Gehäusekontur angepaßte Leitschiene 22 anlegt. Die Form der Aussparung ist hierbei so gewählt, daß eine Montage des Vorkammerblocks 26 auch bei bereits montierten beweglichem Kontaktstück 10 und Festkontaktstück 14 sowie der Leitschiene 22 (gemäß Fig. 1) möglich ist.FIG. 3 shows the side view of a prechamber block, the
In Fig. 4 ist eine Frontansicht des Vorkammerblocks 26 dargestellt mit zwei Vorkammerplatten 25, die durch einen Quersteg 28 sowie durch drei Querstege 30 miteinander verbunden sind.4 shows a front view of the
Fig. 5 zeigt die Seitenansicht eines Vorkammerblocks 26 mit einer Rechteckaussparung 32 und einer Anschrägung 34 entsprechend Fig. 3. Der seitlich neben dem Kommutierungspunkt befindliche Quersteg 29 hat Dreiecksquerschnitt. Unterhalb der Rechteckaussparung 32 ist in dem Bereich, der im eingebauten Zustand vor dem Löschblechstapel 20 befindlich ist, ein Quersteg 30 mit rundem Querschnitt angeordnet.FIG. 5 shows the side view of a
Fig. 6 zeigt die Frontansicht eines derartigen Vorkammerblocks, der aus zwei Vorkammerplatten 25 besteht, welche durch einen Quersteg 29 sowie einem Quersteg 30 miteinander verbunden sind.6 shows the front view of such a prechamber block, which consists of two
In Fig. 7 ist der Vorkammerblock 26 in Draufsicht dargestellt. An die Vorkammerplatten 25, welche durch einen Quersteg 28 sowie durch einen Quersteg 30 miteinander verbunden sind, sind vier Nocken 36 angeformt, welche in entsprechend angeordnete Ausnehmungen 42 in den Gehäuseseitenwänden 40 zur Fixierung des Vorkammerblocks 26 geführt sind.The
In Fig. 8 ist ebenfalls ein Vorkammerblock 26 in Draufsicht dargestellt, wobei an seine Vorkammerplatten 25, die einen Quersteg 28 und 30 miteinander verbunden sind, vier Nocken 36 angeformt sind, welche die Gehäusewand 40 in Ausnehmungen 44 durchgreifen. Zur Fixierung des Vorkammerblocks sind die Nocken 36 von außen an die Gehäusewand 40 mittels Nieten 38 befestigt.8 also shows a
In Fig. 9 ist in einem Ausschnitt die Schnappverbindung des Vorkammerblocks 26 im Gehäuse gezeigt. Ein in Längsrichtung von einer Stirnfläche aus geschlitzter Zapfen 46, der mit den Vorkammerplatten 25 fest verbunden ist, weist unmittelbar an seinem freien Ende eine wulstartige Verdickung 48 auf, die beim Einsetzen des Vorkammerblocks 26 in das Schaltergehäuse in entsprechende geformte Ausnehmungen 50 formschlüssig eingreift, wobei aufgrund des Schlitzes 52 in Zapfen 46 dessen Enden federnd sich radial zusammendrücken lassen, um nach Entlastung die ursprüngliche Lage wieder einzunehmen.The snap connection of the
Die Funktion des einstückigen Vorkammerblocks 26, 27 besteht darin, daß beim Abheben des beweglichen Kontaktstücks 10 vom Festkontaktstück 14, 23 ein Lichtbogen gezündet wird, der von den Vorkammerplatten 25 seitlich begrenzt sich vom Festkontaktstück 14, 23 zu dem Löschblechstapel 20 verlagert, der zwischen den Leitschienen 16, 17 und 22 angeordnet ist. Die Querstege 28, 29 tragen mit ihrer gasabgebenden Wirkung dazu bei, den Lichtbogen beschleunigt in den Löschblechstapel zu drängen, wo er erlischt. Hierbei ist die Ausgestaltung so vorgesehen, daß der Quersteg 28 hinter dem Kommutierungspunkt eine sehr viel größere gasabgebende Fläche aufweist als die Querstege 30 vor dem Löschblechstapel 20. Hierdurch wird erreicht, daß die Lichtbogenlaufgeschwindigkeit durch die Querstege 30 vor dem Löschblechstapel 20 beeinflußt wird, da die gasabgebende Fläche auf der Lichtbogenrückseite um ein Vielfaches größer ist. Befindet sich nun ein Lichtbogen im Löschblechstapel 20, und ist er in Einzellichtbögen aufgeteilt, so verhindern dann der oder die Querstege 30 durch ihre gasabgebende Wirkung ein Rückzünden in die Vorkammer 24, da der Antrieb aus der Löschkammer 18 zurück in die Vorkammer 24 schwächer ist.The function of the one-
Der Quersteg 28, 29 hat insbesondere auf Fig. 1 bezogen die primäre Aufgabe, die Vorkammerplatten 25 auf Abstand zu halten. Die gasabgebenden Flächen sind die Flächen der Vorkammerplatten 25; d. h., die Lichtbogenenergie wird im Vorkammerbereich größtenteils als Zersetzungsenergie umgesetzt.
Die Stege 28, 29 sind zusätzlich vorteilhaft so auszuführen, daß nach Kommutierung des Lichtbogenfußpunktes von dem beweglichen Kontaktstück 10 so auf die Leitschiene 16 bzw. 22 die Lichtbogenlaufgeschwindigkeit erhöht wird, indem der Steg 28 oder 29 so nah wie möglich oberhalb an den Kommutierungspunkt herangeführt wird; d. h., die gasabgebende Fläche wird in diesem genannten Fußpunktbereich vergrößert.
Die Stege 30, welche dieselbe primäre Aufgabe wie die Stege 28, 29 haben, verringern prinzipell nachteilig die Lichtbogenlaufgeschwindigkeit. Da aber die Stege 30 am Ende der Vorkammerplatten (in Lichtbogenlaufrichtung gesehen) angeordnet sind, und damit die gasabgebende Fläche hinter den Stegen durch die Vorkammerplatten 25 wesentlich größer ist als die Vorkammerplattenfläche unmittelbar in diesem Stegbereich und dem der Stegflächen, ist der Antrieb auf den Lichtbogen wesentlich größer als die Stauwirkung der Stege 30, so daß die Lichtbogenlaufgeschwindigkeit praktisch nicht nachteilig beeinflußt wird.The
The
The
Claims (8)
- Arc quenching device used for quenching an (sic) between a fixed and a moving contact member of an electric switch, particularly a circuit breaker or protective circuit breaker, consisting of an antechamber (24) located in the switch housing, in which the arc is produced during contact separation, and a subsequent interrupting stack of laminations (20) in which the arc is quenched, in which arrangement the antechamber (24) exhibits lateral antechamber plates (25) which are used for arc guidance and delimitation and which are produced of one piece, joined to one another by means of transverse webs (28, 29, 30) and are inserted as antechamber block (26) into the antechamber (24), wherein of the transverse webs (28, 29, 30) provided for joining the antechamber plates (25), a first one (28, 29) is arranged in the area of the open position of the moving contact member, where thus one of the arc roots is commutated from the moving contact member to an arc conducting rail guiding this arc root to the interrupting stack of laminations, characterised in that at least one second transverse web (30) is arranged immediately in front of the interrupting stack of laminations (20) and that at least the transverse webs (20, 29, 30) are constructed in such a manner that they emit gas when an arc occurs.
- Quenching device according to Claim 1, characterised in that noses (36), which are used for positioning in the switch housing, are moulded on the outer surfaces of the antechamber plates (25).
- Quenching device according to one of the preceding claims, characterised in that the noses (36) are fitted into associated recesses (42, 44) of the switch housing.
- Quenching device according to Claim 3, characterised in that the noses (36) of the antechamber block (26) pass through the recesses (44).
- Quenching device according to one of Claims 3 and 4, characterised in that the noses (36) moulded on the antechamber block are constructed as elastic snapping elements which snap into the recesses (44) of the wall of the switch housing.
- Quenching device according to Claim 1, characterised in that the antechamber block (26) can be fixed in location in the switch housing by means of rivet, screw or pin connection.
- Quenching device according to Claim 6, characterised in that the attachment points provided for the fixing are accessible from the outside.
- Quenching device according to one of the preceding claims, characterised in that the antechamber block (26) is produced of casting or extrusion moulding compound.
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