EP1735803A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Schaltvorrichtung

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EP1735803A1
EP1735803A1 EP05733573A EP05733573A EP1735803A1 EP 1735803 A1 EP1735803 A1 EP 1735803A1 EP 05733573 A EP05733573 A EP 05733573A EP 05733573 A EP05733573 A EP 05733573A EP 1735803 A1 EP1735803 A1 EP 1735803A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact carrier
switching device
current
switching
movable contact
Prior art date
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Granted
Application number
EP05733573A
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English (en)
French (fr)
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EP1735803B1 (de
Inventor
Wolfgang Leitl
Christian Pohle
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1735803A1 publication Critical patent/EP1735803A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1735803B1 publication Critical patent/EP1735803B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H1/54—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by magnetic force
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/002—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00 with provision for switching the neutral conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections

Definitions

  • the invention relates to a switching device according to claim 1
  • a switching device is generally part of a switching or protective holding device and is used for the targeted separation or connection of one or more current paths under operating or fault conditions.
  • a neutral conductor can also be switched in such devices.
  • a load located in a current path for example a consumer, should in operation or in the event of a fault only under load in the current path of the associated phase conductor and therefore almost load-free - that is to say at a current which is small in relation to the rated current of the corresponding switching device - are switched in the current path of the neutral conductor.
  • the object of the invention is to create a switching device which, with simple means, ensures a time-delayed disconnection of an almost load-free switching point.
  • a current flow direction that is in the same direction as the current conductor can be achieved with current flow, so that an actuating force of an energy store acting on the movable contact carrier is achieved by a current flow conditional electromagnetic retention force in the sense of an electrodynamic bondage effect due to an associated common magnetic field on the conductor and on the movable contact carrier is influenced and thereby a time-delayed separation of a switching point is achieved with simple means.
  • a load connected to an at least two-pole switching device is accordingly first switched in the current path of the associated phase conductor and only after a time delay in the current path of the neutral conductor.
  • This ensures that an arc quenching chamber arranged in the area of the switching point associated with the phase conductor, if appropriate in conjunction with high-quality contact materials and other measures which favor load separation, provides a reliable and rapid disconnection of the current path.
  • Complex measures such as a separate arc quenching chamber for the switching point in the current path of the neutral conductor, erosion-resistant contact materials, contact pressure springs or a separate trigger for the movable contact arm can thus be saved due to the load-free contact opening.
  • the current conductor is advantageously arranged essentially parallel to the latter, so that a magnetic field extending over these parallel component regions generates a sufficiently high retention force.
  • the current conductor is advantageously mounted fixed to the housing, as a result of which there is a fixed mounting with respect to the movable contact carrier and thus a guarantee for permanent functionality.
  • the current conductor is advantageously constructed in a step-like manner, in particular as a stamped and bent part; A component designed as a stamped and bent part can be manufactured particularly efficiently and economically.
  • the current conductor is advantageously designed together with a current path to form a one-piece conductor loop, as a result of which an easily producible and simple current supply is realized.
  • FIGS. 2 to 9 different embodiments of a conductor loop provided as part of the switching device in different representations.
  • the switching device 1 shows a switching device 1 with a housing 2, which has a switching device 3 with a switching point 4 for the current path of a neutral conductor N and with a further switching point 5 for the further current path of a phase conductor P.
  • the current paths of the neutral conductor N and of the phase conductor P are each led at the ends to schematically illustrated connection terminals 6 and 7, so that on the one hand a current source and on the other hand a load, in particular a consumer, can be connected.
  • the group of single or multi-pole switching devices includes both contactors,
  • the switching point 4 of the neutral conductor N is composed of a fixed contact 8 and a moving contact 9.
  • the fixed contact 8 is placed on a fixed contact carrier 10, which is part of a G-shaped current path 11.
  • the Current path 11 in turn merges into a current conductor 12 crossing it, thereby creating a one-piece conductor loop 11, 12.
  • the current conductor 12 is fixed to the housing at selected points by brackets 13 and is designed in a step-like manner.
  • the moving contact 9 of the switching point 4 of the neutral conductor N is located on a movable contact carrier 14, which is shown in its closed position according to FIG. 1.
  • the current conductor 12 runs close and essentially parallel to the movable contact carrier 14, while the current path 11 is arranged at a distance from the current conductor 12 and the movable contact carrier 14.
  • the movable contact carrier 14 is rotatably mounted on an axis 15 and can thus be pivoted into an open position shown in broken lines.
  • the movable contact carrier 14 is connected to a flexible line 16, in particular to a stranded wire, which in turn is in an electrically conductive connection with the current path of the neutral conductor N.
  • the movable contact carrier 14 can be acted upon indirectly via the actuating unit 17 with an actuating force F3 — shown as an effective line.
  • the actuating unit 17 is designed as a switching mechanism, in particular as a switching lock.
  • the triggering force F1 simultaneously acts on a further movable contact carrier 19, which is provided with a further moving contact 20 and is mounted on the same axis as the movable contact carrier 14.
  • the movable contact carriers 14, 19 can also be mounted on separate axes.
  • the further switching point 5 is formed for the current path of the phase conductor P.
  • the current path of the phase conductor P extends on the side of the further fixed contact carrier 21 over a NEN ear-shaped area up to a schematically illustrated arc quenching chamber 23.
  • this On the side of the movable contact carrier 19, this also has a strand corresponding to the flexible line 16, which leads to a change of the movable contact carrier 19 from a closed to an open position while maintaining an electrical position conductive connection to the current path of the phase conductor P allowed.
  • a current I - shown schematically by means of current flow arrows - flows in the current path of the phase conductor P via the further fixed contact carrier 21, via the further switching point 5 having the two contacts 20, 22, via the further movable contact carrier 19 and ultimately
  • the circuit can be completed via the stranded wire up to a section of the phase conductor P which is fixed to the housing by means of a consumer which is connectable between the end of the phase conductor P and the beginning of the neutral conductor N, the symbolized return flow of the current I via the flexible Line 16, the movable contact carrier
  • the trigger force F1 acts equally on the further movable contact carrier 19 and on the actuating unit 17. While the further movable contact carrier 19 then pivots from its closed position into its open position, the actuating unit 17 designed as a switching mechanism is unlatched by the triggering force Fl, so that the movable contact carrier 14 due to an energy store, not shown here, for example in the form of a switching spring, and the resulting actuation force F3 tends to change from its closed position to its open position.
  • the switch spring can be part of the eye hold mechanism.
  • the tearing open of the further switching point 5 is supported by an electrodynamic effect which is given on the basis of the current flow directions on the further fixed contact carrier 21 and the further movable contact carrier 19.
  • the electrodynamic effect comes into play in the form of a repulsive force F2 insofar as components arranged adjacent to one another and through which current flows in opposite directions repel each other. Since the current I, as shown in FIG. 1, has to pass a U-shaped path in the region of the further switching point 5, the further movable contact carrier 19 is repelled relative to the further fixed contact carrier 21 by means of the magnetic fields which arise and act differently.
  • the current I is conducted approximately in a straight line via the switching point 4 due to the U-shaped configuration of the fixed contact carrier 10 according to FIG. 1 and subsequently passes through the conductor loop 11, 12.
  • the current conductor 12, which is designed as part of the conductor loop 11, 12, runs parallel and at a short distance from the movable contact carrier 14, which results in the same direction of current flow. Since components through which current flows in the same direction attract each other due to an equivalent magnetic field, a significant electrodynamic effect can be used here. However, this electrodynamic effect is expressed by a retention force F4 which counteracts the actuation force F3 in such a way that the actuation force F3 is reduced.
  • Switching point 5 of the phase conductor P occurs in the form of a repulsive force F2, vice versa and as a restraining or holding force F4 can be used.
  • This measure means that the switching point 4 is separated by the lagging of the movable contact carrier 14 with respect to the further movable contact carrier 19 only after the further switching point 5, and thus the load-bearing phase conductor P is first disconnected and then the load-free neutral conductor N is disconnected ,
  • an arc that arises when the switching device 1 is actuated or triggered during load operation in compliance with the specified switching sequence, only loads the further switching point 5 of the phase conductor P, which is provided with the arc extinguishing chamber 23, which is present anyway, in order to extinguish the arc as quickly as possible. Since no arc arises at the switching point 4, the structure of the current path of the neutral conductor N can be carried out with simpler means compared to that of the phase conductor P; this includes a smaller contact volume, cheaper contact materials, smaller conductor cross-sections and the avoidance of both a separate trip unit and an own arc quenching chamber.
  • the size of the retention force F4 depends on the level of the current I; the higher the current I to be switched, the greater the restraining force F4, since the current intensity is a measure of the strength of the magnetic field captivating the movable contact carrier 14 to the current conductor 12.
  • the retention force F4 is determined by the length and the distance of the current conductor 12 arranged approximately parallel to the movable contact carrier 14 which is in the closed position; the longer the current conductor 12 runs parallel to the movable contact carrier 14 and the smaller the non-contact distance between these components, the greater the retention force F4.
  • the construction of the switching device 1 can be carried out in such a way that, when the switching contact 4 switches on, the movable contact carrier 14 of the switching point 4 brings its moving contact 9 earlier into the closed position with its associated fixed contact 8 than the further moving contact carrier 19 places its further moving contact 20 on the further fixed contact 22 ,
  • the contact distance between the fixed and moving contacts 8 and 9 of the switching point 4 can be set to be structurally smaller than the contact distance between the fixed and moving contacts 20 and 22 of the further switching point 5.
  • 2 and 3 or 4 and 5 a conductor loop 11, 12, which is determined as part of the switching device, is shown in a flat and in a perspective representation.
  • the conductor loop 11, 12 has as a one-piece unit on the one hand the two-step angled current conductor 12 and on the other hand the double-angled current path 11, which is provided at its free end with the fixed contact carrier 10.
  • the conductor loop 12 or each of its components can be stored in a housing-fixed manner.
  • the current path 11 is approximately G-shaped and, as shown in FIG. 3, can be produced, for example, as a stamped and bent part from the base material of the current path 12.
  • the current supply given the position and shape of the conductor loop 11, 12 in relation to the movable contact carrier 14 according to FIG. 1 ensures the desired electrodynamic effect which produces the retaining force F3.
  • Current path 11 according to FIGS. 6 and 7 has an approximately S-shaped shape, while according to FIGS. 8 and 9 an L shape is provided for current path 11.
  • the movable contact carrier 14 is assigned in the closed position to the current conductor 12, which is in an electrically conductive connection with the fixed contact carrier 10 and has a current flow direction in the same direction as the movable contact carrier 14, such that the force acting on the movable

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract

Um eine Schaltvorrichtung (3) zu schaffen, die mit einfachen Mitteln ein zeitverzögertes Trennen der Schaltstelle (4) gewährleistet, ist vorgesehen, dass der bewegliche Kontaktträger (14) in der Schliessstellung dem Stromleiter (12) zugeordnet ist, welcher in einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem feststehenden Kontaktträger (10) steht und eine mit dem beweglichen Kontaktträger (14) gleichsinnige Stromflussrichtung aufweist, derart dass die Kraftwirkung der auf den beweglichen Kontaktträger (14) einwirkenden Betätigungskraft (F3) des Energiespeichers durch die Kraftwirkung der stromflussbedingten elektromagnetischen Rückhaltekraft (F4) reduziert wird und somit ein zeitverzögerter Wechsel in die Öffnungsstellung erfolgt.

Description

Beschreibung
Schaltvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung gemäß Patentanspruch 1
Eine Schaltvorrichtung ist im Allgemeinen Bestandteil eines Schalt- oder auch Schutzsehaltgeräts und dient zur gezielten Trennung bzw. Verbindung eines oder mehrerer Strompfade unter Betriebs- bzw. Fehlerfallbedingungen. Je nach Einsatzgebiet und Verwendungszweck kann bei derartigen Geräten neben einem oder mehreren Phasenleitern auch ein Neutralleiter schaltbar sein. Eine in einem Strompfad befindliche Last, beispielswei- se ein Verbraucher, soll dabei im Betriebs- oder Fehlerfall jedoch unter Last nur im Strompfad des zugehörigen Phasenleiters und demnach annähernd lastfrei - also bei einem Strom, der im Verhältnis zu dem Bemessungsstrom des entsprechenden Schaltgeräts klein ist — im Strompfad des Neutralleiters ge— schaltet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrich- tung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln ein zeitverzögertes Trennen einer annähernd lastfreien Schaltstelle gewähr- leistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
Durch die Zuordnung eines mit einem feststehenden Kontaktträger in einer elektrisch leitenden Verbindung stehenden Stromleiters zu einem mit einer Betätigungskraft beaufschlagbaren beweglichen Kontaktträger ist bei Stromfluss eine mit dem Stromleiter gleichsinnige Stromflussrichtung erzielbar, so dass eine auf den beweglichen Kontaktträger einwirkende Betätigungskraft eines Energiespeichers durch eine stromflussbe- dingte elektromagnetische Rückhaltekraft im Sinne eines elektrodynamischen Fesseleffekts auf Grund eines damit einhergehenden gemeinsamen Magnetfelds an dem Stromleiter und an dem beweglichen Kontaktträger beeinflußt ist und dadurch eine zeitverzögerte Trennung einer Schaltstelle mit einfachen Mitteln erreicht wird. Eine an einem zumindest zweipoligen Schaltgerät angeschlossene Last, beispielsweise ein Verbraucher, wird demnach zuerst im Strompfad des zugehörigen Phasenleiters und erst zeitlich verzögert im Strompfad des Neut- ralleiters geschaltet. Dabei ist sichergestellt, dass durch eine im Bereich der dem Phasenleiter zugehörigen Schaltstelle angeordnete Lichtbogenlöschkammer ggf. in Verbindung mit hochwertigen Kontaktwerkstoffen sowie weiteren die Lasttrennung begünstigende Maßnahmen eine zuverlässige und schnelle Trennung des Strompfades erfolgt. Aufwändige Maßnahmen, wie beispielsweise eine separate Lichtbogenlöschkammer für die Schaltstelle im Strompfad des Neutralleiters, abbrandfeste Kontaktwerkstoffe, Kontaktdruckfedern oder auch ein separater Auslöser für den beweglichen Kontaktarm können somit auf Grund der lastfreien Kontaktöffnung eingespart werden.
Vorteilhafterweise ist der Stromleiter bei in der ersten SchaltStellung befindlichem beweglichen Kontaktträger im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet, so dass ein sich über diese parallel verlaufenden Bauteilbereiche erstreckendes Magnetfeld eine ausreichend hohe Rückhaltekraft erzeugt .
Mit Vorteil ist der Stromleiter gehäusefest gelagert, wodurch eine feste Halterung in Bezug auf den beweglichen Kontaktträ- ger und somit eine Gewähr für eine dauerhafte Funktionsfähig- keit gegeben ist.
Vorteilhafterweise ist der Stromleiter stufenförmig, insbesondere als Stanz-Biegeteil, aufgebaut; ein als Stanz-Biege- teil ausgeführtes Bauteil lässt sich besonderes materialeffi- zient und wirtschaftlich herstellen. Mit Vorteil ist der Stromleiter zusammen mit einer Strombahn zu einer einstückigen Leiterschleife ausgeführt, wodurch eine leicht herstellbare und einfache Stromführung realisiert ist .
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; darin zeigen:
FIG 1 ein schematisch dargestelltes Schaltgerät mit einer eine Schaltstelle für den Strompfad eines Neutralleiters aufweisenden Schaltvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und mit einer weiteren Schaltstelle für den Strompfad eines Phasenleiters; und FIG 2 bis 9 unterschiedliche Ausführungsformen einer als Teil der SchaltVorrichtung vorgesehenen Leiterschleife in verschiedenen Darstellungen.
In FIG 1 ist ein Schaltgerät 1 mit einem Gehäuse 2 gezeigt, welches eine Schaltvorrichtung 3 mit einer Schaltstelle 4 für den Strompfad eines Neutralleiters N und mit einer weiteren Schaltstelle 5 für den weiteren Strompfad eines Phasenleiters P aufweist . Die Strompfade des Neutralleiters N und des Phasenleiters P sind endseitig jeweils auf schematisch dargestellte Anschlussklemmen 6 und 7 geführt, so dass einerseits eine Stromquelle und andererseits eine Last, insbesondere ein Verbraucher, angeschlossen werden können. Zu der Gruppe der ein- oder mehrpoligen Schaltgeräte gehören sowohl Schütze,
Relais und dergleichen als auch Schutzschaltgeräte, wie beispielsweise ein Leitungsschutzschalter.
Die Schaltstelle 4 des Neutralleiters N setzt sich aus einem Festkontakt 8 und aus einem Bewegkontakt 9 zusammen. Der Festkontakt 8 ist auf einem feststehenden Kontaktträger 10 platziert, der Teil einer G-förmigen Strombahn 11 ist. Die Strombahn 11 geht ihrerseits über in einen diese kreuzenden Stromleiter 12, wodurch eine einstückige Leiterschleife 11,12 entsteht. Der Stromleiter 12 ist an ausgewählten Stellen durch Halterungen 13 gehäusefest gelagert und stufenförmig ausgeführt .
Der Bewegkontakt 9 der Schaltstelle 4 des Neutralleiters N befindet sich auf einem beweglichen Kontaktträger 14, der gemäß FIG 1 in seiner Schließstellung gezeigt ist. Dabei ver- läuft der Stromleiter 12 nahe und im Wesentlichen parallel zu dem beweglichen Kontaktträger 14, während die Strombahn 11 auf Distanz zu dem Stromleiter 12 und dem beweglichen Kontaktträger 14 angeordnet ist. An einer Achse 15 ist der bewegliche Kontaktträger 14 drehbeweglich gelagert und somit in eine strichliert dargestellte Öffnungsstellung verschwenkbar. Der bewegliche Kontaktträger 14 ist mit einer flexiblen Leitung 16, insbesondere mit einer Litze, verbunden, die ihrerseits mit dem Strompfad des Neutralleiters N in einer elektrisch leitenden Verbindung steht.
Mittels eines der weiteren Schaltstelle 5 körperlich zugeordneten Auslösers 18 und einer damit einhergehenden - hier strichliert dargestellten - Auslösekraft Fl, kann der bewegliche Kontaktträger 14 mittelbar über die Betätigungseinheit 17 mit einer - als Wirklinie dargestellten - Betätigungskraft F3 beaufschlagt werden. Die Betätigungseinheit 17 ist hierbei als Schaltmechanik, insbesondere als Schaltschloss, ausgeführt. Die Auslösekraft Fl wirkt gleichzeitig auf einen weiteren beweglichen Kontaktträger 19 ein, der mit einem weite- ren Bewegkontakt 20 versehen und achsgleich mit dem beweglichen Kontaktträger 14 gelagert ist. Die beweglichen Kontaktträger 14,19 können auch auf separaten Achsen gelagert werden. Zusammen mit einem auf einem weiteren feststehenden Kontaktträger 21 sitzenden weiteren Festkontakt 22 ist die wei- tere Schaltstelle 5 für den Strompfad des Phasenleiters P gebildet. Der Strompfad des Phasenleiters P erstreckt sich auf Seiten des weiteren feststehenden Kontaktträgers 21 über ei- nen ohrenförmigen Bereich bis hin zu einer schematisch dargestellten Lichtbogenlöschkammer 23. Auf Seiten des beweglichen Kontaktträgers 19 weist dieser - entsprechend der flexiblen Leitung 16 - ebenfalls eine Litze auf, welche einen Wechsel des beweglichen Kontaktträgers 19 von einer Schließ- in eine Öffnungsstellung unter Beibehaltung einer elektrisch leitenden Verbindung zu dem Strompfad des Phasenleiters P erlaubt .
Während dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Schaltgeräts 1 fließt ein - schematisch mittels Stromflusspfeilen dargestellter - Strom I im Strompfad des Phasenleiters P über den weiteren feststehenden Kontaktträger 21, über die die beiden Kontakte 20,22 aufweisende weitere Schaltstelle 5, über den weiteren beweglichen Kontaktträger 19 und letztlich über die Litze bis hin zu einem gehäusefesten Abschnitt des Phasenleiters P. Mittels eines zwischen dem Ende des Phasenleiters P und dem Beginn des Neutralleiters N anschließbaren - hier nicht gezeigten - Verbrauchers lässt sich der Stromkreis vervollständigen, wobei der symbolisierte Rückfluss des Stroms I über die flexible Leitung 16, den beweglichen Kontaktträger
14,' die Schaltstelle 4 mit den zugehörigen Kontakten 8,9, den feststehenden Kontaktträger 10 und schließlich über die Leiterschleife 11,12 ermöglicht ist.
Erfolgt nun eine Ansteuerung bzw. eine Auslösung des Auslösers 18 in einem Betriebs- oder Fehlerfall, wirkt die Auslösekraft Fl gleichermaßen auf den weiteren beweglichen Kontaktträger 19 und auf die Betätigungseinheit 17 ein. Während der weitere bewegliche Kontaktträger 19 daraufhin von seiner Schließstellung in seine Ö fnungsstellung schwenkt, wird die als Schaltmechanik ausgeführte Betätigungseinheit 17 durch die Auslösekraft Fl entklinkt, so dass der bewegliche Kontaktträger 14 auf Grund eines hier nicht dargestellten Energiespeichers, beispielsweise in Form einer Schaltfeder, und der dadurch gegebenen Betätigungskraft F3 dazu tendiert, von seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung zu wechseln. Die Schaltfeder kann hierbei Teil der Sehaltmechanik sein. Unterstützt wird das Aufreißen der weiteren Schaltstelle 5 durch einen elektrodynamischen Effekt, der auf Grund der Stromflussrichtungen an dem weiteren feststehenden Kontaktträger 21 und dem weiteren beweglichen Kontaktträger 19 gege- ben ist. Der elektrodynamische Effekt kommt dabei in Form einer Abstoßungskraft F2 insofern zum Tragen, als sich benachbart angeordnete und gegensinnig stromdurchflossene Bauteile abstoßen. Da der Strom I, wie in FIG 1 gezeigt, einen U-förmigen Weg im Bereich der weiteren Schaltstelle 5 passieren muss, wird mittels der dabei entstehenden und unterschiedlich wirkenden Magnetfelder der weitere bewegliche Kontaktträger 19 relativ zu dem weiteren feststehenden Kontaktträger 21 abgestoßen.
Im Gegensatz zu der Stromführung in dem Strompfad des Phasenleiters P wird der Strom I über die Schaltstelle 4 auf Grund der U-förmigen Ausgestaltung des feststehenden Kontaktträgers 10 gemäß FIG 1 annähernd geradlinig geleitet und passiert im Nachgang daran die Leiterschleife 11,12. Der als Teil der Leiterschleife 11,12 ausgeführte Stromleiter 12 verläuft dabei parallel und mit geringem Abstand zu dem beweglichen Kontaktträger 14, was eine gleichsinnige Stromflussrichtung zur Folge hat. Da sich gleichsinnig stromdurchflossene Bauteile auf Grund eines gleichwirkenden Magnetfelds gegenseitig an- ziehen, kann hierbei ein maßgeblicher elektrodynamischer Effekt genutzt werden. Dieser elektrodynamische Effekt kommt allerdings durch eine Rückhaltekraft F4 zum Ausdruck, die der Betätigungskraft F3 derart entgegenwirkt, dass eine Verminderung der Betätigungskraft F3 gegeben ist .
Die Verminderung der Wirkung der Betätigungskraft F3 bedingt dabei im Vergleich zu dem Betätigungszeitpunkt des weiteren beweglichen Kontaktträgers 19 eine zeitlich versetzte Öffnung der Schaltstelle 4. Durch diese gezielte Stromflussführung kann der elektrodynamische Effekt, wie er an der weiteren
Schaltstelle 5 des Phasenleiters P in Form einer Abstoßungskraft F2 vorkommt, umgekehrt und als Rückhalte- oder auch Zu- haltekraft F4 nutzbar gemacht werden. Diese Maßnahme führt dazu, dass die Schaltstelle 4 durch ein Nacheilen des beweglichen Kontaktträgers 14 gegenüber dem weiteren beweglichen Kontaktträger 19 erst nach der weiteren Schaltstelle 5 ge- trennt wird und somit zuerst eine Trennung des lasttragenden Phasenleiters P und anschließend eine Trennung des lastfreien Neutralleiters N erfolgt.
Dementsprechend belastet ein beim Betätigen oder Auslösen des Schaltgeräts 1 im Lastbetrieb entstehender Lichtbogen unter Einhaltung der vorgegebenen Schaltreihefolge lediglich die weitere Schaltstelle 5 des Phasenleiters P, welche mit der ohnehin vorhandenen Lichtbogenlöschkammer 23 versehen ist, um den Lichtbogen schnellstmöglich zum Verlöschen zu bringen. Da an der Schaltstelle 4 kein Lichtbogen entsteht, kann der Aufbau des Strompfades des Neutralleiters N im Vergleich zu dem des Phasenleiters P mit einfacheren Mitteln ausgeführt werden; dazu zählen ein kleineres Kontaktvolumen, günstigere Kontaktwerkstoffe, kleinere Leiterquerschnitte und die Ver- meidung sowohl eines eigenen Auslösers als auch einer eigenen Lichtbogenlöschkammer. *
So genannte Stromengekräfte, die an den beiden Schaltstellen 4 bzw. 5 in einem Stromengebereich zwischen den Kontakten 8 und 9 bzw. zwischen den Kontakten 20 und 22 auftreten können, beeinflussen nur in einem begrenzten Maß die elektrodynamischen Effekte an der Schaltstelle 4 des Neutralleiters N bzw. an der weiteren Schaltstelle 5 des Phasenleiters P. Sofern durch den Stromengebereich an der Schaltstelle 4 eine par- tielle U-förmige Stromführung und damit ein unerwünschter gegensinnig verlaufender Stromfluss mit der Folge einer Abstoßungskraft gegeben sein sollte, wird mittels der durch den Stromleiter 12 erzeugten Rückhaltekraft F4 nicht nur diese Abstoßungskraft kompensiert, sondern eine resultierende und die Zeitverzögerung bestimmende Kraft gewährleistet. Die Größe der Rückhaltekraft F4 ist dabei abhängig von der Höhe des Stroms I; je höher der zu schaltende Strom I ausfällt, desto größer ist die Rückhaltekraft F4, da die Stromstarke ein Maß für die Stärke des den beweglichen Kontaktträ- ger 14 an den Stromleiter 12 fesselnden Magnetfelds darstellt. Ebenso wird die Rückhaltekraft F4 von der Länge und dem Abstand des in etwa parallel zu dem in der SchließStellung befindlichen beweglichen Kontaktträger 14 angeordneten Stromleiters 12 bestimmt; je länger der Stromleiter 12 paral- lel zu dem beweglichen Kontaktträger 14 verläuft und je geringer der berührungsfreie Abstand zwischen diesen Bauteilen ist, desto größer ist die Rückhaltekraft F4. Die bei einem Schaltvorgang ggf. auftretenden unerwünschten Begleiterscheinungen, wie beispielsweise das Prellen, Erhitzen oder Ver- schweißen der Kontakte 8,9 der Schaltstelle 4, können durch eine geeignete Auswahl vorgenannter Parameter vermieden werden.
Um die beiden Schaltstellen 4,5 wieder zu schließen, d.h. die beiden beweglichen Kontaktträger von der Offnungs- in die jeweilige Schließstellung zu bewegen, kann beispielsweise eine manuelle Rückstellung der Betätigungseinheit 17 mittels eines Schalthebels oder auch durch einen Rückstellimpuls eines hier nicht dargestellten, ggf. fernbedienbaren, Rückstellmittels erfolgen. Der Aufbau des Schaltgeräts 1 kann dabei derart ausgeführt sein, dass beim Einschaltvorgang der bewegliche Kontaktträger 14 der Schaltstelle 4 seinen Bewegkontakt 9 früher in die Schließstellung mit seinem zugehörigen Festkontakt 8 bringt als der weitere bewegliche Kontaktträger 19 seinen weiteren Bewegkontakt 20 auf den weiteren Festkontakt 22 aufsetzt. Hierzu kann der Kontaktabstand zwischen dem Fest- und Bewegkontakt 8 und 9 der Schaltstelle 4, auch bei abgebrannten Kontakten und baulich bedingten Toleranzen, konstruktiv kleiner festgelegt werden als der Kontaktabstand zwischen dem Fest- und Bewegkontakt 20 und 22 der weiteren Schaltstelle 5. In den FIG 2 und 3 bzw. 4 und 5 ist eine als Teil der Schaltvorrichtung bestimmte Leiterschleife 11,12 in einer flächigen und in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Leiterschleife 11,12 weist dabei als einstückige Einheit zum ei- nen den zweifach treppenförmig abgewinkelten Stromleiter 12 und zum anderen die zweifach gegen den Uhrzeigersinn abgewinkelte Strombahn 11 auf, welche an ihrem freien Ende mit dem feststehenden Kontaktträger 10 versehen ist. Die Leiterschleife 12 bzw. jedes ihrer Bestandteile ist dabei gehäuse- fest lagerbar. Die Strombahn 11 ist in etwa G-förmig ausgebildet und kann, wie in FIG 3 gezeigt, beispielsweise als Stanz-Biege-Teil aus dem Basismaterial der Strombahn 12 hergestellt sein. Die auf Grund der Lage und Form der Leiterschleife 11,12 in Bezug auf den beweglichen Kontaktträger 14 gemäß FIG 1 gegebene Stromführung gewährleistet den gewünschten, die Rückhaltekraft F3 hervorbringenden, elektrodynamischen Effekt.
In den FIG 6 bis 9 sind weitere Ausgestaltungen der Leiter- schleife 11,12 in verschiedenen Darstellungen gezeigt. Die
Strombahn 11 gemäß den FIG 6 und 7 weist dabei eine annähernd S-förmige Gestalt auf, während gemäß den FIG 8 und 9 eine L— Form für die Strombahn 11 vorgesehen ist .
Die zuvor erläuterte Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:
Um eine Schaltvorrichtung 3 zu schaffen, die mit einfachen Mitteln ein zeitverzögertes Trennen der Schaltstelle 4 ge- währleistet, ist vorgesehen, dass der bewegliche Kontaktträger 14 in der Schließstellung dem Stromleiter 12 zugeordnet ist, welcher in einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem feststehenden Kontaktträger 10 steht und eine mit dem beweglichen Kontaktträger 14 gleichsinnige Stromflussrichtung auf- weist, derart dass die Kraftwirkung der auf den beweglichen
Kontaktträger 14 einwirkende Betätigungskraft F3 des Energiespeichers durch die Kraftwirkung der stromflussbedingten e- lektromagnetisehen Rückhaltekraft F4 reduziert wird und somit ein zeitverzögerter Wechsel in die Offnungssteilung erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltvorrichtung (3) mit einem einen Festkontakt (8) aufweisenden feststehenden Kontaktträger (10) und mit ei- nem einen Bewegkontakt (9) aufweisenden beweglichen Kontaktträger (14) einer Schaltstelle (4) , der mittels einer Betätigungseinheit (17) von einer ersten Schaltstellung in eine zweite SchaltStellung bewegbar und in der ersten SchaltStellung einem Stromleiter (12) zugeordnet ist, der in einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem feststehenden Kontaktträger (10) steht und eine mit dem beweglichen Kontaktträger (14) gleichsinnige Stromflussrichtung aufweist, derart dass eine auf den beweglichen Kontaktträger (14) einwirkende Betätigungskraft (F3) eines Ener- giespeichers durch eine stromflussbedingte elektromagnetische Rückhaltekraft (F4) beeinflussbar ist.
2. Schaltvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei die Rückhaltekraft (F4) der Betätigungskraft (F3) derart entgegen- wirkt, dass eine Verminderung bzw. Aufhebung der Wirkung der Betätigungskraft (F3) gegeben ist.
3. Schaltvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Betätigungseinheit (17) als Schaltmechanik, insbesondere als Schaltschloss, ausgeführt ist.
4. Schaltvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, wobei der Energiespeicher Teil der Betätigungseinheit (17), insbesondere der Schaltmechanik, ist.
Schaltvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bewegliche Kontaktträger (14) verschwenkbar ist .
6. Schaltvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromleiter (12) bei in der ersten Schaltstellung befindlichem beweglichen Kontaktträger (14) im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist.
7. Schaltvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 6, wobei der Stromleiter (12) gehäusefest gelagert ist.
8. Schaltvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1,6 oder 7, wobei der Stromleiter (12) stufenförmig, insbesondere als Stanz-Biegeteil, aufgebaut ist.
9. Schaltvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, wobei der Stromleiter (12) zusammen mit einer Strombahn (11) zu einer einstückigen Leiterschleife (11,12) ausgeführt ist.
10. Schaltvorrichtung (3) nach Anspruch 9, wobei ein Teilbereich der Strombahn (11) zu dem Stromleiter (12) einer- seits und zu dem in der ersten SchaltStellung befindli- 1 chen beweglichen Kontaktträger (14) andererseits beabstandet angeordnet ist .
11. Schaltvorrichtung (3) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Strombahn (12) G-förmig, winkelförmig oder annähernd S- förmig ausgebildet ist.
12. Schaltvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Strombahn (11) als aus dem Stromleiter (12) ge- wonnenes Stanz-Biegeteil ausgeführt ist.
13. SchaltVorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 9 bis 12, wobei der feststehende Kontaktträger (10) Teil der Strombahn (11) ist.
14. Schaltgerät (1) mit einer Schaltvorrichtung (3) nach Anspruch 1.
15. Schaltgerät (1) nach Anspruch 14, wobei ein Auslöser (18) zur Beaufschlagung der Betätigungseinheit (17) einerseits und zur Beaufschlagung eines weiteren beweglichen Kontaktträgers (19) andererseits vorgesehen ist, welcher mit einem weiteren feststehenden Kontaktträger (21) eine separate Schaltstelle (5) bildet.
16. Schaltgerät (1) nach Anspruch 15, wobei der Auslöser (18) eine thermische und/oder elektromagnetische Funktion auf- weist.
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