EP0263293A1

EP0263293A1 - Lichtbogenlöscheinrichtung

Info

Publication number: EP0263293A1
Application number: EP87112437A
Authority: EP
Inventors: Volker Schmitt; Rolf Goehle; Klaus Dipl.-Ing. Greefe; Werner Bruckner
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Priority date: 1986-09-06
Filing date: 1987-08-27
Publication date: 1988-04-13
Anticipated expiration: 2007-08-27
Also published as: EP0263293B1; DE3630447A1; DE3777312D1

Abstract

Eine Lichtbogenlöscheinrichtung (10) in einem elektrischen Schaltgerät, ist gegenüber einer Kontaktstelle mit zwei Kontaktstücken angeordnet, zwischen denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Lichtbogen zündet, Dieser Lichtbogen kommutiert auf Lichtbogenleitschienen und läuft von dort in eine Löschkammer, die die Löscheinrichtung (10) aufnimmt. Diese ist gebildet aus einem Löschblechpaket (12), das von seitlichen Wandteilen (16) gehalten ist und dessen einzelne Löschbleche (20) in Nuten (28) eines rückwärtigen Wandteils (14) eingeführt sind. Die zwischen den Nuten befindlichen Stege (30) dienen hierbei als Abstandhalter für die Löschbleche (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät mit einer Kontaktstelle mit Kontaktstücken, zwischen denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Lichtbogen zündet, der über parallel angeordnete Lichtbogenleitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer kommutiert, in der zwischen den Lichtbogenleitschienen ein auf seiner Rückseite von einem rückwärtigen Wandteil und auf seinen Längsseiten von je einem seitlichen Wandteil aus isolierendem Material umgebenes Löschblechpaket mit parallel zu den Lichtbogenleitschienen gestapelten Löschblechen angeordnet ist, welche an ihren Längskanten Haltenasen aufweisen.
Bei der Betätigung von Schaltkontakten in elektrischen Schaltgeräten bildet sich beim Öffnen der Kontaktstelle, d. h. beim Auseinanderziehen der Kontaktstücke, ein Schaltlichtbogen, dessen Größe und Intensität mit höherer Stromstärke zunimmt. Derartige Schaltlichtbögen sollen schnell von den Kontaktstücken abkommutieren und in einer hierzu vorgesehen Löscheinrichtung gelöscht werden.
Es sind daher seit langem Maßnahmen zur Unterdrückung bzw. zur Löschung der sogenannten Schaltlichtbögen in elektrischen Schaltgeräten bekannt.
Eine Lichtbogenlöscheinrichtung ist aus der EP-A -0 164 632 bekannt geworden, bei der ein aus übereinanderliegend angeordneten Löschblechen gebildetes Löschbleckpaket seitlich und rückwärtig, d. h. auf der der Kontaktstelle entgegengesetzten Stirnseite des Löschblechpakets, von Wandungen umhüllt ist. Hierbei sind die Seitenwandungen mittels an den Löschblechen angeformten Haltenasen, welche in hierfür vorgesehene Ausnehmungen in den Seitenwandungen greifen, fixiert, wahrend die rückwärtige Wandung im Abstand zu dem Löschblechpaket an den dieses in der Länge überragenden Seitenwandungen anschließt. Im hinteren Bereich der U-förmigen Umhüllung des Löschblechpakets sind Aussparungen oben und unten vorgesehen, die als Entlüftung für die Abluft dienen.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung der Löschbleche im Löschblechpaket entsprechend den Ausnehmungen in den Seitenwandungen festgelegt, in welche die Haltenasen der Löschbleche eingreifen. Ebenso ist die Ausdehnung der Löscheinrichtung in Längsrichtung durch die Länge der Seitenwandungen festgelegt, so daß der Einsatz dieser Löscheinrichtung nur in besonders dafür vorbereiteten Schaltgeräten möglich ist.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Löscheinrichtung der oberbegrifflichen Art zu schaffen, die einfach und raumsparend gestaltet und im Hinblick auf vielseitige Einsatzmöglichkeiten kostengünstig herstellbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß, die seitlichen Wandteile als schmale Streifen ausgebildet sind und zur Halterung der Löschbleche dienen, daß das rückwartige Wandteil als ebene Platte mit parallelen Nuten und Stegen ausgebildet ist und unmittelbar an den Löschblechen anliegt und, daß die Löschbleche in die Nuten eingeführt sind, wahrend die Stege als Abstandhalter zwischen die einzelnen Löschbleche greifen. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist also vorgesehen, an der Rückseite des Löschbleckpakets eine ebene Platte anzuordnen, die mit parallelen Nuten versehen ist, in welche die Löschbleche eingeführt sind. Hierbei dienen die zwischen den Nuten befindlichen Stege gleichzeitig als Abstandhalter für die Löschbleche. Ferner ist vorgesehen, die seitlichen Wandteile, die zur Halterung der Löschbleche im Löschblechpaket dienen, als Streifen auszuführen, welche das Löschblechpaket nur in seinem vorderen, der Kontaktstelle zugewandten Bereich überdecken. Zur Aufnahme der seitlichen Wandteile in die Löschbleche ist an deren Längskanten jeweils eine kantenparallele Einformung vorgesehen, in welche die seitlichen Wandteile einfügbar sind. Auf diese Weise ist die Breite der kompletten Löscheinrichtung durch die Breite der Löschblech e bestimmt, da die Tiefe der kantenparallelen Einformungen so festgelegt ist, daß sie wenigstens der Dicke der seitlichen Wandteile entspricht.
Mit dieser kompakten Ausgestaltung, bei der die aus den rückwärtigen und den seitlichen Wandteilen gebildete Umhüllung unmittelbar am Löschblechpaket anliegt und bereichsweise innerhalb dessen Außenkontur liegt, eröffnen sich Möglichkeiten für einen vielseitigen Einsatz in verschiedenen Schaltgeräten, ohne daß an deren Gestal tung oder an der Beschaffenheit von einzelnen Bauelementen der Löscheinrichtung Änderungen vorzunehmen wären. Eine derart kompakt gestaltete Löscheinrichtung läßt sich problemlos auch in unterschiedlich gestalteten Schaltgeräten unterbringen, sofern diese eine Löschkammer aufweisen. Eine Anpassung der Löscheinrichtung an verschiedene Einsatzerfordernisse ist ohne Änderung der Schaltgeräte bzw. deren Gehäuse nur durch Variation, z. B. der Löschblechabstände, möglich.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die kantenparallelen Einformungen an den Löschblechen einerseits mit einer Haltenase und andererseits mit zwei Haltenasen versehen, so daß durch Wenden des Löschbleches um seine Längsachse wahlweise die dem Betrachter zugewandte Längskante eine oder zwei Haltenasen aufweist. Die Haltenasen sind hierbei bezogen auf die Länge der kantenparallelen Einformung symmetrisch angeordnet. Dabei befindet sich die einzelne Haltenase auf halber Länge der kantenparallelen Einformung, während die paarweise vorgesehenen Haltenasen in geringem Abstand zum seitlichen Rand der kantenparllelen Einformung vorgesehen sind.
Dementsprechend sind die seitlichen Wandteile mit in Abstand zueinander in drei zur Längsseite parallelen Reihen angeordneten Ausnehmungen versehen, in welche die Haltenasen greifen. Hierbei dienen die beiden äußeren Reihen von Halteöffnungen für die Aufnahme der paarweise vorgesehenen Haltenasen, während die in der Mitte angeordneten Halteöffnungen, die horizontal versetzt zu den äußeren Halteöffnungen angeordnet sind, zur Aufnahme der einzelnen Haltenasen.
Mittels dieser alternierenden Anordnung der Haltenasen bzw. der Halteöffnungen in den seitlichen Wandteilen bietet sich eine einfache Möglichkeit, die Abstände der Löschbleche und dadurch die Lichtbogenspannung der Einzellichtbögen zwischen den Löschblechen, welche zur Strombegrenzungswirkung des Schaltgeräts beiträgt, einsatzgerecht einzustellen.
In gleicher Weise stimmt gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung der Abstand der Nuten im rückwärtigen Wandteil überein mit dem vertikalen Abstand der beiden Anordnungen von Halteöffnungen, die zur Aufnahme entweder der einzelnen oder der paarweise vorgesehenen Haltenasen an den Längskanten der Löschbleche dienen.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung zeigt sich in der Lichtbogenbeständigkeit des als Platte, z. B. aus einem Duroplast, ausgebildeten rückwärtigen Wandteils sowie in der bedarfsgerechten Ausstattung mit Entlüftungsöffnungen. Während die Nuten in der rückwärtigen Abschlußplatte durchgehend eingeformt sind, ist der Verlauf der als Abstandhalter für die Löschbleche dienenden Stege regelmäßig durch Entlüftungsöffnungen unterbrochen. Diese Entlüftungsöffnungen sind stegweise versetzt nahe dem Seitenrand in die Abschlußplatte eingelassen und haben die Form trapezförmiger, insbesondere rechtekkiger Schlitze, deren Breite der Stegbreite entspricht. Mit stegweise versetzt ist hierbei gemeint, daß die Entlüftungsöffnungen durch welche die beim Brennen des Lichtbogens entstehenden Brenngase entweichen können und die je Steg nur einfach vorgesehen sind, beim ersten Steg am linken Rand, beim zweiten Steg am rechten Rand, beim dritten Steg wieder am linken Rand usw. angeordnet sind und sich diese Anordnung über die gesamte Höhe der Abschlußplatte fortsetzt.
Mit dieser alternierenden Anordnung von Entlüftungsöffnungen ist sichergestellt, daß stets ein ausreichend großer Austrittsquerschnitt für Abluft je E inzellichtbogen zur Verfügung steht, ohne daß die Stabilitat der Abschlußplatte beeinträchtigt ist und ohne daß zusätzliche Maßnahmen zur Entlüftung erforderlich sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Löschbleche auf ihrer der Kontaktstelle zugewandten Seite jeweils eine erste parabolische Ausnehmung auf, an deren Scheitelpunkt eine zweite parabolische Ausnehmung angeordnet ist. Die Tiefe der beiden Ausnehmungen, die zur Lichtbogenbeständigkeit der Löschbleche beitragen, indem die Fußpunktbildung an bevorzugten Stellen vermieden wird, beträgt additiv etwa die halbe Länge eines Löschbleches. Die Tiefe der zweiten Ausnehmung beträgt hierbei etwa 1/6 der Tiefe der ersten Ausnehmung.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vorteilhafter Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:

Figur 1 eine Lichtbogenlöscheinrichtung in seitlicher Ansicht
Figur 2 ein rückwärtiges Wandteil
Figur 3 ein rückwärtiges Wandteil im Längsschnitt gemäß der Linie I-I in Figur 3
Figur 4 einen Querschnitt durch ein rückwärtiges Wandteil gemäß der Linie II-II in Figur 3
Figur 5 ein Löschblech in Draufsicht
Figur 6 ein Löschblechpaket in Draufsicht

Figur 1 zeigt eine Löscheinrichtung 10 mit einem Löschbleckpaket 12, einem rückwärtigen Wandteil 14 und einem seitlichen Wandteil 16. Das Löschblechpaket 12 ist aus einzelnen Löschblechen 20 gebildet, welche parallel übereinanderliegend angeordnet sind. Die in Figur 1 sichtbaren Seitenkanten 22 der Löschbleche 20 besitzen Haltenasen 24, 26, welche in Halteöffnungen 25, 27 in dem seitlichen Wandteil 16 form- und kraftschlüssig eingreifen. Wie aus Figur 1 ferner hervorgeht, sind die Halteöffnungen 25, 27 in dem seitlichen Wandteil 16 versetzt zueinander angeordnet, so daß sich in einer Ebene zwei Halteöffnungen 27 nebeneinander befinden und in der darüber liegenden Ebene nur eine einzelne Halteöffnung 25. An einer Stirnseite des Löschblechpakets 10 ist das rückwärtige Wandteil 14 angeordnet, welches Nuten 28 aufweist, die von Stegen 30 voneinander getrennt sind. Die einzelnen Löschbleche 20 des Löschblechpakets 12 sind in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteils 14 eingeführt und durch die Stege 30 gegeneinander auf Abstand gehalten. Mit 21 ist eine Anschrägung der Seitenkanten dargestellt, welche die Handhabung der Löschbleche 20 beim Einführen in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteiles 14 erleichtert.
In Figur 2 ist die Ansicht eines rückwärtigen Wandteils 14 dargestellt, bei dem Nuten 28 und Stege 30 miteinander abwechseln. Deutlich erkennbar sind in geringem Abstand zu den beiden seitlichen Längskanten des rückwärtigen Wandteils angeordnete rechteckige Ausnehmungen 32 zu erkennen, die sich im Bereich der Stege befinden und von Steg 30 zu Steg 30 versetzt übereinander in zwei parallelen Reihen 31 angeordnet sind. In ähnlicher Weise wie zuvor bei den seitlichen Wandteilen und den dort angeordneten Halteöffnungen 25, 27 sind auch hier die Ausnehmungen, die als Entlüftungsöffnungen 32 für die Ableitung der beim Brennen eines Lichtbogens entstehenden Abluft dienen, abwechselnd von Steg 30 zum nächsten Steg 30 mal auf der einen und dann auf der anderen Seite des rückwärtigen Wandteils 14 angeordnet. Auf diese Weise ist jeder Steg 30 mit einer Entlüftungsöffnung 32 versehen, die gegenüber der des benachbarten Steges 30 seitlich versetzt angeordnet ist. Durch diese Gestaltung und Anordnung des rückwärtigen Wandteils 14 wird erreicht, daß der Lichtbogeneinlauf gegenüber der rückwärtig offenen Anordnung nur minimal nachteilig beeinflußt wird. Ferner ist zur Verstärkung der Lichtbogenkühlung erfindungsgemäß vorgeseh en, das rückwärtige Wandteil aus gasendem Material zu fertigen, d.h. aus einem Material, welches unter der Einwirkung des Lichtbogens durch Ausgasen einen Druckaufbau in der Lichtbogenlöschkammer und eine intensive Kühlung des Lichtbogens verursacht, womit die Löschwirkung unterstützt wird.
In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch ein rückwärtiges Wandteil 14 gezeigt entsprechend der in Figur 2 gezeigten Schnittlinie I-I. In dieser Ansicht sind deutlich die Nuten 28 sowie die Stege 30 zu erkennen, welche von Entlüftungsöffnungen 32 durchbrochen sind. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß die Entlüftungsöffnungen 32 wechselweise am rückwartigen Wandteil 14 angeordnet sind.
In Figur 4 ist ein Querschnitt durch ein rückwärtiges Wandteil 14 gemäß Figur 2 gezeigt entsprechend dem dort angegebenen Schnittverlauf II-II. Demgemäß verläuft der Schnitt durch einen Steg 30, so daß der größte Teil der Abbildung in Figur 5 eine Schraffur aufweist. Die Entlüftungsöffnung 32 unterbricht den Verlauf des Steges 30 und gibt gleichzeitig in dieser Darstellung den Blick frei auf den benachbarten Steg 30.
In Figur 5 ist ein einzelnes Löschblech 20 dargestellt, welches an seinen Längskanten 22 die bereits erwähnten Anschrägungen 21 sowie kantenparallele Einformungen 34 aufweist, in denen Haltenasen 24, 26 angeformt sind und welche zur Aufnahme der seitlichen Bandteile 16 dienen. Wie vorstehend bereits ausgeführt, ist eine kantenparallele Einformung 34 mit einer Haltenase 24 versehen, die dabei etwa auf halber Länge 36 der Einformung 34 angeordnet ist. Die gegenüberliegende kantenparallele Einformung 34 ist mit zwei Haltenasen 26 versehen, die jeweils etwa bei einviertel und bei dreiviertel der Länge der kantenparallelen Einformung 34 angeordnet sind. Während die rückwärtige Stirnkante 37 des Löschblechs 20 geradlinig verläuft und in die Nuten 28 des rückwärtigen Wandteils 14 eingeführt wird, ist die der Kontaktstelle zugewandte vordere Stirnkante 35 des Löschblechs 20 mit einer parabolisch geformten Ausnehmung 38 versehen, deren Tiefe etwa die halbe Länge eines Löschbleches 20 beträgt und an deren Scheitelpunkt eine weitere, allerdings kleinere ebenfalls parabolische Ausnehmung 39 angeordnet ist. Die Tiefe der zweiten Ausnehmung 39 beträgt etwa 1/6 der Tiefe der ersten Ausnehmung 38.
In Figur 6 ist die Draufsicht auf eine Löscheinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der sowohl die in die kantenparallelen Ausnehmungen 34 eingefügten seitlichen Wandteile 16 zu erkennen sind mit dem diese durchdringenden Haltenasen 24, 26 als auch das an der Rückseite des Löschblechpakets 12 angeornete rückwärtige Wandteil 14. Ebenso sind die frontseitigen Ausnehmungen 38 und 39 zu sehen, welche dem in der Kontaktstelle entstehenden Lichtbogen zugewandt sind.
Die erfinderische Ausgestaltung der Löscheinrichtung 10 gestattet es auf einfache und kostengünstige Weise, die Anordnung der Löschbleche 20 zueinander, d. h. sowohl ihren Abstand als auch ihre Dicke, den jeweiligen anwendungsbezogenen Erfordernissen einsatzgerecht anzupassen, da lediglich das aus Löschblechen 20, den seitlichen Haltestreifen 16 sowie den rückwärtigen Wandteil 14 gebildete Löschblechpaket 12 eventuellen Änderungen unterliegt. Hierbei kann zunächst, wie bereits erläutert, der Abstand der Löschbleche und damit die jeweilige Spannung der Einzellichtbögen durch Weglassen jedes zweiten Löschbleches verändert werden.
Andererseits bedeutet es keinen nennenswerten Aufwand, die seitlichen Wandteile 16, aber auch die rückwärtigen Wandteile 14, mit unterschiedlichen Abstandmarken herzustellen und zu bevorraten, ggf. abgestimmt auf geringere Löschblechdicken. Ein derartiger Aufwand ist vernachlässigbar im Vergleich dazu, wenn Änderungen an der Gehäusegestaltung des Schaltgerätes erforderlich würden.

Claims

1. Lichtbogenlöscheinrichtung (10) für ein elektrisches Schaltgerät mit einer Kontaktstelle mit Kontaktstücken, zwisch en denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Lichtbogen zündet, der über parallel angeordnete Lichtbogenleitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer kommutiert, in der zwischen den Lichtbogenleitschienen ein auf seiner Rückseite von einem rückwärtigen Wandteil (14) und auf seinen Längsseiten von je einem seitlichen Wandteil (16) aus isolierendem Material umgebenes Löschblechpaket mit parallel zu den Lichtbogenleitschienen gestapelten Löschblechen (20) angeordnet ist, welche an ihren Längskanten (22) Haltenasen (24, 26) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wandteile (16) als schmale Streifen ausgebildet sind und zur Halterung der Löschbleche (20) dienen, daß das rückwärtige Wandteil (14) als ebene Platte mit parallelen Nuten und Stegen ausgebildet ist und unmittelbar an den Löschblechen (20) anliegt und, daß die Löschbleche (20) in die Nuten (28) eingeführt sind, während die Stege (30) als Abstandhalter zwischen die einzelnen Löschbleche (20) greifen.

2. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (28) und Stege (30) am rückwärtigen Wandteil (14) sich über dessen gesamte Breite erstrecken.

3. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung von Lichtbogenlöschgasen aus dem Löschblechpaket (12) dessen rückwärtiges Wandteil (14) von Entlüftungsöffnungen (32) durchbrochen ist, welche im Bereich der zwischen den Nuten (28) befindlichen Stege (30) angeordnet sind und diese in ihrem Verlauf unterbrechen.

4. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (32) im Bereich der Stege (30) als trapezförmige Schlitze parallel zu den Nuten (28) in das rückwärtige Wandteil (14) eingelassen sind.

5. Lichtbogenlöscheinrichtung nach dem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (32) in den Stegen über die Höhe des rückwärtigen Wandteils (14) in zwei kantenparallelen Reihen (31) angeordnet sind.

6. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steg (30) eine Entlüftungsöffnung (32) aufweist, die zu der des benachbarten Steges (30) versetzt angeordnet und jeweils einer der Reihen (31) zugeordnet ist.

7. Lichtbogenlöscheinrichtung nach wenigstems einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Wandteil (14) aus einem Material besteht, welches unter Lichtbogeneinwirkung Gas entwikkelt, das den Lichtbogen kühlt.

8. Lichtbogenlöscheinrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nuten (28) in dem rückwärtigen Wandteil (14) auf die Dicke der Löschbleche (20) abgestimmt ist.

9. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß die Löschbleche (20) an ihren Längskanten (22) mit kantenparallelen Einformungen (34) versehen sind, in welche die seitlichen Wandteile (16) eingelegt sind und die nahe der der Kontaktstelle zugewandten Stirnkante (35) der Löschbleche (20) angeordnet sind.

10. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kantenparallele Einformung (34) auf einer Längsseite (22) jedes Löschbleches (20) eine Haltenase (24) aufweist, und, daß die Einformung auf der anderen Längsseite (22) zwei Haltenasen (26) aufweist.

11. Lichtbogenlöscheinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (24, 26) zum Eingriff in hierfür vorgesehene Halteöffnungen (25, 27) in den seitlichen Wandteilen (16) im Bereich der kantenparallelen Einformungen (34) an den Längskanten der Löschbleche (20) angeordnet sind, wobei die Tiefe der kantenparallelen Einformungen (34) wenigstens der Dicke der seitlichen Wandteile (16) entspricht.

12. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Löschblechpaket (12) aus wechselweise gewendeten Löschblechen (20) gebildet ist, so daß jeweils benachbarte Löschbleche (20) auf der gleichen Längsseite (22) eine ungleiche Anzahl von Haltenasen (24, 26) aufweisen.