EP2649628A1 - Switch having a quenching chamber - Google Patents

Switch having a quenching chamber

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EP2649628A1
EP2649628A1 EP11793783.9A EP11793783A EP2649628A1 EP 2649628 A1 EP2649628 A1 EP 2649628A1 EP 11793783 A EP11793783 A EP 11793783A EP 2649628 A1 EP2649628 A1 EP 2649628A1
Authority
EP
European Patent Office
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contact
switch
switching chambers
chambers
arc
Prior art date
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Granted
Application number
EP11793783.9A
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German (de)
French (fr)
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EP2649628B1 (en
Inventor
Volker Lang
Lutz Friedrichsen
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Original Assignee
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Electrical IP GmbH and Co KG filed Critical Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/18—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H33/182—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc

Definitions

  • the invention relates to switches with extinguishing devices for the rapid extinction of an arc during the separation process.
  • Electrical switches are components in a circuit which establish an electrically conductive connection by means of internal electrically conductive contacts
  • Circuit is disconnected by a switch, the flowing current can not go immediately to zero. In this case, an arc forms between the contacts.
  • This arc is a gas discharge by a per se non-conductive medium such as e.g. Air.
  • Arcs in AC-powered switches typically clear at zero crossing of the AC current. Due to the missing
  • Circuit is operated at sufficient current and voltage (typically greater than 1 A and greater than 50V) the arc will not extinguish by itself.
  • sufficient current and voltage typically greater than 1 A and greater than 50V
  • the arc time (time in which the arc burns) should be kept as small as possible, because the arc releases a large amount of heat, which leads to the burning of the contacts and / or the thermal load of the switching chamber in the switch and thus reduces the life of the switch.
  • arc time time in which the arc burns
  • Extinction of an arc is typically accelerated by the use of a magnetic field that is poled to exert a driving force on the arc toward the quenching chambers.
  • the size of the driving force depends on the strength of the magnet or magnets.
  • permanent magnets are used to generate a strong magnetic field.
  • each of the switching chambers a double breaker having two separate stationary contacts each having a first contact region, a movable electrically conductive contact piece with two second contact regions for respectively producing an electrically conductive connection between the first and second contact regions in the ON state of the switch and for separating the first and second contact areas in the OFF state of the switch, and at least two extinguishing devices for erasing arcs that occur when the AUS State between the first and second contact areas may occur; and at least two magnets for generating a magnetic field at least in the region of the first and second contact regions of the switching chambers for exerting a magnetic force on the arcs, so that at least one of the arcs, regardless of the current direction in the arc in the direction of one of
  • Extinguishing devices is driven, wherein the contact pieces of the switching chambers are arranged so that the second contact areas are in a line substantially perpendicular to the direction of movement of the arcs.
  • the switch according to the present invention has a fast, reliable and current-independent quenching behavior and therefore prevents polarization-related installation errors and is suitable for applications where switches are required for both current directions.
  • the term "substantially" in the present invention includes all
  • a switch according to the present invention comprises any type of switches suitable for multi-pole operation with switching chambers having at least two immovable contacts which can be electrically closed by at least one movable contact piece. These switches can be, for example, two-pole or multi-pole switches.
  • the number of switching chambers may be two or more switching chambers, wherein the switching chambers are preferably operated parallel to each other.
  • switches in the context of the present invention may also be switches in which the two or more switching chambers are connected in series and which thus constitute, in principle, single-pole switches. Such switches are nevertheless suitable for multi-pole operation, since only the shading of the switching chambers would have to be adapted for multi-pole operation.
  • switches are contactors, switch disconnectors or circuit breakers.
  • the switch is suitable for DC operation, but could also be used in AC operation.
  • the polarity-independent DC operation refers to the operation of the switch in a DC circuit, wherein it does not depend on the current direction in the switch for the rapid erasure of the arcs in the switch.
  • arcing can occur between the first and second contact areas of the two switching chambers, in where the current can flow from the first to the second contact region or vice versa.
  • a switching chamber includes four extinguishing devices for reliably extinguishing both arcs in the respective extinguishing devices.
  • the advantage of the claimed arrangement is the simple, symmetrical and therefore cost-effective design of the switch. The stronger the magnetic field at the location of the arc, the faster the arc is driven into the extinguishing device and thus deleted.
  • Extinguishing devices may be any suitable means for extinguishing an arc, for example, cooling plates or extinguishing chambers.
  • Double breakers are here the mechanical components that lead to a double interruption of a circuit. To have the
  • Double breaker each two first and two second contact areas at which each (double) the power is interrupted in the OFF state.
  • Double breakers denote the first and second contact areas here
  • Contact areas and the contact piece consist of an electrically conductive material.
  • the first and second contact areas may be subareas of the stationary contacts or of the contact piece, or separate components which are arranged on the immovable contacts or the contact piece.
  • the above movement is along a movement axis of the contact piece perpendicular to the surfaces of the contact areas.
  • the contact piece is for example in a bridge assembly, preferably made of plastic, movably supported by a spring, which also exerts the necessary contact pressure in the ON state of the switch.
  • the axis of movement of the contact piece is substantially perpendicular to the direction of movement of
  • the switch is opened by moving the contact piece in the opposite direction.
  • the movement of the contact piece can be done manually or electrically.
  • Contact areas may differ in shape and material.
  • the areas of the first and second contact areas can vary between extended areas and punctiform contacts.
  • the material of the contact areas may be any suitable electrically conductive material, for example, silver-tin oxide.
  • a very strong permanent magnetic field may be provided by a permanent magnet which is, for example, a rare earth magnet.
  • rare earth magnets are made of NdFeB or SmCo alloy. These materials have a high coercive strength and therefore also allow, for example, provision of the magnets as very thin plates, allowing a more compact design of the switch.
  • the permanent magnets are preferably arranged so that they generate a magnetic field perpendicular to the current flow in the arc and perpendicular to the desired direction of movement of the arc.
  • the shape of the magnets can be suitably chosen within the scope of the invention by a person skilled in the art.
  • the magnets are preferably arranged as pairs of two magnets each, the number of magnets is thus preferably two or more times thereof in a switch.
  • the magnets comprise at least two plate-shaped magnets, preferably permanent magnets, whose surfaces are arranged parallel to one another.
  • the surfaces of the magnets are parallel to the desired one
  • the magnets are preferably arranged so that they have a substantially homogeneous magnetic field along the
  • the magnet is a permanent magnet.
  • the term "substantially" in the present invention encompasses all embodiments which deviate less than 10% from the nominal value or mean value
  • the magnets extend at least as far as the extinguishing devices or even over
  • the magnets are arranged laterally outside the arrangement of the switching chambers (in a plane or on top of each other or in another arrangement) such that they generate a substantially homogeneous magnetic field at least in the region of the first and second contact regions of the double interrupters of a plurality of switching chambers.
  • first arc guide plates extend in two opposite directions respectively from at least one of the first contact regions and the corresponding second contact region to two extinguishing devices arranged at the end of the arc baffles, respectively, as first extinguishing chambers.
  • extend here includes the possibilities that the arc guide plates (or the cooling plates) up to the respective Contact areas (or extinguishing devices) protrude without being directly fixed to it or even a firm connection of the arc guide plates (or the cooling plates) with the contact areas (or the
  • the first arc guide plates are preferably firmly connected to the first contact areas. Thus, obstacles to the movement of the arc such as air gaps are avoided, at least for the immovable contacts.
  • the first quenching chamber comprises any type of components that are suitable for bringing an arc to extinguish. In one embodiment of the quenching chamber, these comprise a plurality of quenching plates between the first arc guide plates, which are both arranged in parallel in the quenching chamber. For rapidly extinguishing an arc, a Lorenz force is preferably applied to it by the magnets until it enters the extinguishing devices. If the size within the switch is sufficient, it is therefore advantageous to
  • the quenching plates in the first quenching chambers are for example V-shaped. The arc will be in the first
  • Extinguishing chamber divided into a plurality of partial arcs (Deionreheat).
  • the required minimum voltage for maintaining the arc is proportional to the number of extinguishing plates present in the first quenching chamber, whereby the voltage required to maintain the arc exceeds the available voltage, which leads to the extinction of the arc.
  • the quenching plates are held in an insulating material to which the arc guide plates are also attached.
  • the arc guide plates can have any shape that is suitable, the
  • the arc guide plates can also be designed as a stamped and bent part. Also, thickness and width of the arc guide plates
  • Arc guide plates vary.
  • the distance between the first (lower) and the second (upper) arc guide plate can grow with increasing distance to the first and second contacts.
  • the magnets extend at least along the first arc guide plates to the first
  • Extinguishing chambers preferably beyond the first extinguishing chambers.
  • at least two of the switching chambers are arranged in one plane, preferably all switching chambers are arranged in one plane. This has the advantage that the switch has a simpler structure, a small installation depth and installation height and can be manufactured according to cost.
  • adjacent switching chambers have a common one
  • Bridge arrangement for moving the contact pieces with a common bridge for guiding the contact pieces and for electrical insulation of the switching chambers against each other.
  • the bridge isolates the switching chambers from each other.
  • the bridge can be made for this purpose, for example, at least partially made of plastic.
  • the shape of the bridge may vary between different embodiments of the switch according to the invention. The person skilled in the art can suitably choose the shape and size of the bridge in the context of the present invention.
  • the bridge arrangement is designed so that the contacts of the two double breaker are moved simultaneously, so either both contacts are moved to the ON state or in the OFF state of the switch. The movement of the two contact pieces is not independent.
  • Extinguishing devices to the other first and second contact areas (which are not already connected to the first extinguishing chambers), wherein at least one of the two extinguishing devices is designed as a second extinguishing chamber and second
  • the second quenching chamber may have a similar or the same basic structure as the first quenching chamber and optionally include the parts that have already been described in the first quenching chamber.
  • the size of the second quenching chamber may be due to the denser position of the second
  • the second erase clip has smaller dimensions than the first erase chamber and is located a smaller distance from the contact than the first erase chamber.
  • the other of the two extinguishing devices is designed as a cooling plate which extends from the contact piece along the movement axis of the contact piece around the first contact area to the rear side of the stationary contact remote from the contact piece, preferably along the direction of movement of the contact piece Arc increasing the distance between the heat sink and the back of the immovable contact.
  • the cooling plate extends to the second contact region of the movable
  • the cooling plate comes close to the location of the arc in order to be able to effect a rapid deletion via a rapid routing of the arc.
  • the distance between the cooling plate and the back of the immovable contact increases with increasing distance to the axis of movement of the contact piece.
  • the arc gap is increased and thus increases the arc voltage necessary to maintain the arc. If the arc voltage exceeds the operating voltage of the switch, the arc extinguishes.
  • an arc is forced between one of the first and second contact areas in a first quenching chamber and the other arc between the other first and second contact areas in the second quenching chamber.
  • the quenching behavior would look the same, except that then the one arc in the other first quenching chamber and the other
  • the contact pieces of the double interrupters are arranged in a plane offset from one another so that the cooling plates of adjacent interrupters through a common wall of the bridge substantially parallel to the
  • a switch In an alternative embodiment of a switch according to the present invention At least two switching chambers are arranged one above the other. This arrangement makes it possible due to the design and the space available to use extinguishing chambers for all extinguishing devices. This avoids that an arc must be driven to erase towards the bridge assembly, which avoids an increased thermal load on the bridge assembly and thus increases the life of the switch. Furthermore, this embodiment has only first extinguishing chambers, whereby the installation height per pole can be reduced. Due to the symmetrical design of the switching chambers, the running behavior of the arcs is made more favorable.
  • Switching chambers extend the first arc guide plates for each of the two opposite directions in the first extinguishing chambers.
  • the arc guide plates which are available for each direction of movement, allow a quick and safe extinguishment of the arc for each current direction in the arc and each polarity of the magnetic field.
  • the first arc guide plates are preferably firmly connected to the first contact areas. Thus, obstacles to the movement of the arc such as air gaps are avoided, at least for the immovable contacts.
  • the axes of movement of the respective contact pieces extend between the arc guide plates; the axes of movement of the respective contact pieces preferably coincide. This allows a very compact arrangement.
  • some switching chambers in a plane and other switching chambers may be arranged one above the other.
  • the superposed switching chambers have a common bridge arrangement for moving the contacts with a common bridge to guide the contact pieces and electrical insulation of the switching chambers against each other.
  • the bridge and the mechanical properties of the bridge arrangement apply the analogous versions as in the arrangement of the switching chambers in a plane.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a switch according to the present invention with two switching chambers in a plane arranged in (a) perspective view and (b) in plan view.
  • FIG. 1 perspective view of a part of section of Fig. 1 with a
  • FIG. 4 shows a perspective view of the bridge arrangement of the switch from FIG. 3. Detailed description of embodiments
  • FIG. 1 shows an embodiment of a switch 1 according to the present invention with two switching chambers I Ia, 1 Ib arranged in a plane in (a) perspective view and (b) in plan view from above.
  • Each of the switching chambers I Ia, I Ib has a double breaker with two separate stationary contacts 2, each having a first contact region 21, 22 and a movable electrically conductive contact piece 30 with two second contact regions 31, 32 for producing an electrically conductive connection between the first and second contact portions 21, 22, 31, 32 in the ON state of the switch 1 and for separating the first and second
  • the switch with the switching chambers I Ia, 1 Ib in one plane has four erasing devices 41, 42, 43 for erasing Arcs that may occur in establishing the OFF state between the first and second contact regions 21, 22, 31, 32.
  • the arcs are not shown in detail here, see Fig. 2
  • the four quenching devices per switching chamber are in Figure 1, two first quenching chambers 41, a second quenching chamber 42 and attached to the bridge assembly cooling plate 43.
  • the two disposed within the switch magnets 81st , 82 for generating a magnetic field M extend here from the first and second contact regions 21, 22, 31, 32 beyond the first extinguishing chambers 41 and are designed as plate-shaped magnets 81, 82 with surfaces arranged parallel to each other.
  • the magnet 81 forms for the
  • Extinguishing devices 41, 42, 43 ensure that each arc is driven in the direction of one of the extinguishing devices 41, 42, 43 independently of the current direction I in the arc. Which of the extinguishing devices 41, 42, 43 extinguishes the relevant arcs depends on the field direction of the magnetic field and the current direction I in
  • Switching chambers I Ia, I Ib first Lichtbogenleitbleche 6, which in two opposite directions in each case of at least one of the first contact areas 21 and the corresponding second contact area 31 to two at the end of
  • Arc guide plates 6 arranged extinguishing chambers 41 extend.
  • Extinguishing chamber 42 is analogous to the first extinguishing chambers by second
  • Arc guide plates 7 with the first and second contact regions 22, 32 are connected.
  • the term "connected” also refers to arc guide plates that extend close to the contact areas.
  • the second cancel clip 42 in this embodiment has smaller dimensions than the first cancel chamber 41 and is located at a smaller distance from the contact piece 30 than the first quenching chamber 41.
  • the adjacent switching chambers I Ia, 1 Ib have a common bridge arrangement 3 for moving the contact pieces 30 with a common bridge 34 for guiding the contact pieces 30 and for electrical insulation of the switching chambers 1 la, 1 lb against each other.
  • the common bridge assembly 3 may be made of plastic, for example, so that the electrical insulation between the switching chambers I Ia, 1 lb is guaranteed.
  • the contact pieces 30 of the switching chambers 1a, 1b are arranged such that the second contact areas 31, 32 are located in a line substantially perpendicular to the direction of movement T of the arcs 5.
  • the contact pieces 30 of the double interrupters are arranged in a plane offset from one another, so that the cooling plates 43 of adjacent switching chambers I Ia, 1 Ib through a common wall 35 of the bridge 34 in
  • Terminals 12 are used to connect the switching chambers 1 la, 1 lb to a circuit.
  • 2 shows a perspective partial section of the switch from FIG. 1 with one of the switching chambers 11a, 11b and the common bridge arrangement 3. For reasons of clarity, the magnets and one of the switching chambers have been omitted with respect to FIG.
  • the components denoted by “12" are the connection terminals 12 of the switching chambers 11a, 11b for connecting the switching chambers 1a1, 1b to a circuit, in this figure an arc 5 is shown between the first and second contact areas 22, 32, along the direction of movement T
  • a second arc guide plate 7 extends from the second Extinguishing chamber 42 in the direction of the first and second contact portions 22, 32.
  • the cooling plate 43 is mounted on the common wall 35 of the bridge 34.
  • cooling plate 7 extends here for reliable deletion of the arc 5 from the second contact region 32 of the contact piece 30 to the stationary contact 2 around on the back.
  • FIG. 3 shows a side view of a switch 1 in the OFF state ZA according to the present invention, each with two switching chambers I Ia, 1 lb arranged one above the other.
  • the switching chambers 11a, 11b have four first quenching chambers 41, two of which have respective quenching chambers 41 opposite the respective first and second contact regions 21, 22, 31, 32 of the respective
  • Double breaker are arranged.
  • the movement axes (B A) of the respective superimposed contact pieces 30 extend between the arc guide plates 6, preferably the axes of movement BA of the respective contact pieces 30 coincide.
  • the advantage of this arrangement is that none of the arcs 5 in the direction of
  • Bridge arrangement 3 is running. For reasons of clarity, the magnets for exerting the Lorentz force on the arcs 5 are partially omitted here. In the upper
  • Switching chamber 1 la an arc 5 is shown, which has a magnet arrangement 81, 82 as shown in the lower switching chamber 1 lb.
  • a pair of magnets 81, 82 are arranged per switching chamber.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the bridge arrangement 3 of the switch 1 from FIG. 3 in the OFF state ZA, wherein for reasons of clarity some of the components shown in FIG. 3 have been omitted.
  • Switching chambers 11a, 11b have, in this embodiment, a common bridge arrangement 3, shown here, for the simultaneous simultaneous movement of
  • the bridge assembly 3 comprising the contact pieces 30 of the two double breakers and the bridge 34 arranged one above the other
  • Switching chambers I Ia, I Ib, forms a mechanical unit. This common
  • the common bridge assembly 3 may be made of plastic, for example, so that the electrical insulation between the switching chambers I Ia, 1 lb is guaranteed.
  • the arcs 5 of the superposed switching chambers 11a, 11b burning between the first and second contact regions are always driven along the direction of movement T into one of the first quenching chamber 41 and thus away from the bridge arrangement 3, depending on the magnetic field direction and the current direction in the arc 5 (Here, by way of example only 1 of the quenching chamber 41 for reasons of
  • the terminals 12 are used to connect the switching chambers I Ia, I Ib to a circuit.
  • the detailed description of the invention in this section and in the figures is to be understood as an example of possible embodiments within the scope of the invention and therefore not restrictive. Specified sizes in particular must be adapted to the respective operating conditions of the switch (current, voltage) by a specialist. Therefore, all sizes given are to be understood as an example only for specific embodiments.
  • magnets preferably permanent magnets

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a switch having a fast quenching behavior for electric arcs irrespective of the respective polarity and being suitable for multi-pole operation. The switch comprises at least two switching chambers (11a, 11b) having two-way switches with two separate immobile contacts (2) each, said contacts having respective first contact regions (21, 22), a mobile electrically conducting contact piece (30) having two second contact regions (31, 32) for establishing respective electrically conductive connections between the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) in the ON state of the switch (1) and for interrupting the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) in the OFF state of the switch (1) and at least two quenching devices (41, 42, 43) for quenching electric arcs (5) that may occur between the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) when the OFF state is established. The switch further comprises at least two magnets (71, 72) for producing a magnetic field (M) at least in the region of the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) of the switching chambers (11a, 11b) to exert a magnetic force (F) onto the electric arcs (5) such that at least one of the electric arcs (5) is driven towards one of the quenching devices (41, 42, 43) irrespective of the current direction (I) in the electric arc (5), the contact pieces (30) of the switching chambers (11a, 11b) being arranged such that the second contact regions (32, 32) are located in a line substantially at a right angle to the direction of movement (T) of the electric arcs (5).

Description

SCHALTER MIT LOESCHKAMMER  SWITCH WITH LOESCHKAMMER
Technisches Gebiet der Erfindung Technical field of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf Schalter mit Löschvorrichtungen zur schnellen Löschung eines Lichtbogens während des Trennvorgangs.  The invention relates to switches with extinguishing devices for the rapid extinction of an arc during the separation process.
Stand der Technik State of the art
Elektrische Schalter sind Komponenten in einem Stromkreis, die mittels interner elektrisch leitender Kontakte eine elektrisch leitende Verbindung herstellen  Electrical switches are components in a circuit which establish an electrically conductive connection by means of internal electrically conductive contacts
(Schaltzustand„EHST" oder EIN-Zustand) oder trennen (Schaltzustand "AUS", oder AUS-Zustand). Im Fall einer zu trennenden stromführenden Verbindung fließt Strom durch die Kontakte bis diese voreinander getrennt werden. Wenn ein induktiver (Switching state "EHST" or ON state) or disconnecting (switching state "OFF", or OFF state.) In the case of a current-carrying connection to be disconnected, current flows through the contacts until they are disconnected from each other
Stromkreis durch einen Schalter getrennt wird, kann der fließende Strom nicht unmittelbar auf Null gehen. In diesem Fall bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kontakten. Dieser Lichtbogen ist eine Gasentladung durch ein an sich nichtleitendes Medium wie z.B. Luft. Lichtbögen in Schaltern mit Wechselstrombetrieb (AC) löschen in der Regel beim Nulldurchgang des Wechselstroms. Aufgrund des fehlenden Circuit is disconnected by a switch, the flowing current can not go immediately to zero. In this case, an arc forms between the contacts. This arc is a gas discharge by a per se non-conductive medium such as e.g. Air. Arcs in AC-powered switches typically clear at zero crossing of the AC current. Due to the missing
Nulldurchgangs des Stroms entstehen in Schaltern mit Gleichstrombetrieb (DC) beim Trennen der Kontakte (Ausschalten des Schalters) stabil brennende Lichtbögen, sofern die Lichtbogenspannung deutlich kleiner als die Betriebsspannung ist. Wenn der Zero crossing of the current occur in switches with DC operation when disconnecting the contacts (switching off the switch) stable burning arcs, provided that the arc voltage is significantly smaller than the operating voltage. If the
Stromkreis bei ausreichend Strom und Spannung betrieben wird, (typischerweise bei mehr als 1 A und mehr als 50V) wird sich der Lichtbogen nicht von selbst löschen. Zu diesem Zweck werden in solchen Schaltern Löschkammern zum Löschen des Circuit is operated at sufficient current and voltage (typically greater than 1 A and greater than 50V) the arc will not extinguish by itself. For this purpose, in such switches extinguishing chambers for deleting the
Lichtbogens verwendet. Die Lichtbogenzeit (Zeit in der der Lichtbogen brennt) soll möglichst klein gehalten werden, da der Lichtbogen eine große Wärmemenge freisetzt, die zum Abbrennen der Kontakte und/oder zur thermischen Belastung der Schaltkammer im Schalter führt und somit die Lebensdauer des Schalters verringert. Bei zwei- oder mehrpoligen Schaltern mit zwei oder mehr Schaltkammern werden entsprechend höhere Wärmemengen durch Lichtbögen freigesetzt als bei einpoligen Schaltern. Hier ist es also besonders notwendig, dass dieser Lichtbogen schnell gelöscht wird. Arc used. The arc time (time in which the arc burns) should be kept as small as possible, because the arc releases a large amount of heat, which leads to the burning of the contacts and / or the thermal load of the switching chamber in the switch and thus reduces the life of the switch. In two-pole or multi-pole switches with two or more switching chambers correspondingly higher amounts of heat are released by arcing than in single-pole switches. Here it is especially necessary that this arc is extinguished quickly.
Eine Löschung eines Lichtbogens wird in der Regel durch die Verwendung eines magnetischen Feldes beschleunigt, das so gepolt ist, dass es eine treibende Kraft auf den Lichtbogen in Richtung der Löschkammern ausübt. Die Größe der treibenden Kraft hängt hierbei von der Stärke des oder der Magneten ab. Üblicherweise werden zur Erzeugung eines starken Magnetfeldes Permanentmagneten verwendet. Extinction of an arc is typically accelerated by the use of a magnetic field that is poled to exert a driving force on the arc toward the quenching chambers. The size of the driving force depends on the strength of the magnet or magnets. Usually, permanent magnets are used to generate a strong magnetic field.
Unglücklicherweise ist die treibende Kraft des magnetischen Feldes in Richtung der Löschkammern nur bei einer bestimmten Stromflussrichtung gegeben. Um Unfortunately, the driving force of the magnetic field towards the quenching chambers is given only at a certain current flow direction. Around
polungsbedingte Einbaufehler von Schaltern zu vermeiden oder wenn Schalter für beide Stromrichtungen benötigt werden, wären Schalter mit einem schnellen und von der jeweiligen Polung unabhängigen Löschverhalten für Lichtbögen, die während des Abschaltens des Schalters zwischen den geöffneten Kontakten entstehen, to avoid polarity-related installation errors of switches, or if switches are required for both current directions, would be switches with a fast and independent of the respective polarity erasing behavior for arcs that arise during the switching off of the switch between the open contacts,
wünschenswert. Insbesondere wäre ein solches Löschverhalten in zweipoligen Schaltern mit einem gegenüber einpoligen Schaltern entsprechend nicht wesentlich komplexeren Aufbau wünschenswert. desirable. In particular, such an erase behavior would be desirable in two-pole switches with a respect to unipolar switches according to not much more complex structure.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen für einen mehrpoligen Betrieb geeigneten Schalter bereitzustellen, der ein schnelles, zuverlässiges und von der Stromrichtung unabhängiges Löschverhalten von entstandenen Lichtbögen zeigt.  It is an object of the present invention to provide a switch suitable for multi-pole operation, which exhibits a fast, reliable and current-independent extinguishing behavior of arcs which have arisen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalter geeignet für einen This object is achieved by a switch suitable for a
polaritätsunabhängigen mehrpoligen Gleichstrombetrieb mit mindestens zwei polarity-independent multipolar DC operation with at least two
Schaltkammern, wobei jeder der Schaltkammern einen Doppelunterbrecher mit zwei separaten unbeweglichen Kontakten mit jeweils einem ersten Kontaktbereich, einem beweglichen elektrisch leitfähigen Kontaktstück mit zwei zweiten Kontaktbereichen zur jeweiligen Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen im EIN-Zustand des Schalters und zum Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche im AUS-Zustand des Schalter und mindestens zwei Löschvorrichtungen zum Löschen von Lichtbögen, die beim Herstellen des AUS- Zustands zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen auftreten können, umfasst; sowie mindestens zwei Magnete zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zumindest im Bereich der ersten und zweiten Kontaktbereiche der Schaltkammern zur Ausübung einer magnetischen Kraft auf die Lichtbögen, so dass mindestens einer der Lichtbögen unabhängig von der Stromrichtung im Lichtbogen in Richtung einer der Switching chambers, wherein each of the switching chambers a double breaker having two separate stationary contacts each having a first contact region, a movable electrically conductive contact piece with two second contact regions for respectively producing an electrically conductive connection between the first and second contact regions in the ON state of the switch and for separating the first and second contact areas in the OFF state of the switch, and at least two extinguishing devices for erasing arcs that occur when the AUS State between the first and second contact areas may occur; and at least two magnets for generating a magnetic field at least in the region of the first and second contact regions of the switching chambers for exerting a magnetic force on the arcs, so that at least one of the arcs, regardless of the current direction in the arc in the direction of one of
Löschvorrichtungen getrieben wird, wobei die Kontaktstücke der Schaltkammern so angeordnet sind, dass sich die zweiten Kontaktbereiche in einer Linie im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Lichtbögen befinden. Der Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ein schnelles, zuverlässiges und von der Stromrichtung unabhängiges Löschverhalten und beugt daher polungsbedingte Einbaufehler vor und ist für Anwendungen geeignet, wo Schalter für beide Stromrichtungen benötigt werden. Der Ausdruck„im Wesentlichen" umfasst in der vorliegenden Erfindung alle  Extinguishing devices is driven, wherein the contact pieces of the switching chambers are arranged so that the second contact areas are in a line substantially perpendicular to the direction of movement of the arcs. The switch according to the present invention has a fast, reliable and current-independent quenching behavior and therefore prevents polarization-related installation errors and is suitable for applications where switches are required for both current directions. The term "substantially" in the present invention includes all
Ausführungsformen, die weniger als 10% vom Sollwert oder Mittelwert abweichen. Ein Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung umfasstjede Art von Schaltern geeignet für einen mehrpoligen Betrieb mit Schaltkammern mit mindestens zwei unbeweglichen Kontakten, die durch mindestens ein bewegliches Kontaktstück elektrisch geschlossen werden können. Diese Schalter können beispielsweise zwei- oder mehrpolige Schalter sein. Die Anzahl der Schaltkammern kann zwei oder mehr Schaltkammern betragen, wobei die Schaltkammern bevorzugt parallel zueinander betrieben werden. In einer alternativen Ausführungsform können Schalter im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Schalter sein, in denen die zwei oder mehr Schaltkammern in Reihe geschaltet sind und die damit im Prinzip einpolige Schalter darstellen. Solche Schalter sind dennoch für einen mehrpoligen Betrieb geeignet, da nur die Verschattung der Schaltkammern für einen mehrpoligen Betrieb angepasst werden müßte. Beispiele für diese Schalter sind Schütze, Lasttrennschalter oder Leistungsschalter. Der Schalter ist dabei geeignet für Gleichstrombetrieb, könnte aber auch im Wechselspannungsbetrieb verwendet werden. Der polaritätsunabhängige Gleichstrombetrieb bezeichnet den Betrieb des Schalters in einem Gleichstromschaltkreis, wobei es für das schnelle Löschen der Lichtbögen im Schalter nicht auf die Stromrichtung im Schalter ankommt. Hier können zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen der beiden Schaltkammern Lichtbögen auftreten, in denen der Strom vom ersten zum zweiten Kontaktbereich oder umgekehrt fließen kann. Da das im Wesentlichen konstante und in seiner Richtung festgelegte Magnetfeld (vorgegeben durch den Einbau der Magnete in den Schalter) den Lichtbogen bei einer festen Stromrichtung immer in eine entsprechend der Lorenzkraft definierten Richtung treibt, müssen für den Betrieb des Schalter in der anderen Stromrichtung (zweite Stromrichtung im Lichtbogen) zusätzliche Maßnahmen zur schnellen Löschung von Lichtbögen getroffen werden, was durch Anordnung von mindestens zwei Embodiments that deviate less than 10% from the setpoint or mean. A switch according to the present invention comprises any type of switches suitable for multi-pole operation with switching chambers having at least two immovable contacts which can be electrically closed by at least one movable contact piece. These switches can be, for example, two-pole or multi-pole switches. The number of switching chambers may be two or more switching chambers, wherein the switching chambers are preferably operated parallel to each other. In an alternative embodiment, switches in the context of the present invention may also be switches in which the two or more switching chambers are connected in series and which thus constitute, in principle, single-pole switches. Such switches are nevertheless suitable for multi-pole operation, since only the shading of the switching chambers would have to be adapted for multi-pole operation. Examples of these switches are contactors, switch disconnectors or circuit breakers. The switch is suitable for DC operation, but could also be used in AC operation. The polarity-independent DC operation refers to the operation of the switch in a DC circuit, wherein it does not depend on the current direction in the switch for the rapid erasure of the arcs in the switch. Here arcing can occur between the first and second contact areas of the two switching chambers, in where the current can flow from the first to the second contact region or vice versa. Since the substantially constant and fixed in his direction magnetic field (given by the installation of the magnets in the switch) always drives the arc at a fixed current direction in a direction defined according to the Lorenzkraft direction, must for the operation of the switch in the other direction (second Current direction in the arc) additional measures for the rapid extinction of arcs are made, resulting in the arrangement of at least two
Löschvorrichtungen pro Schaltkammer, die für einen der ersten und zweiten Extinguishing devices per switching chamber, for one of the first and second
Kontaktbereiche gegenüberliegend angeordnet sind, für die beiden möglichen Contact areas are arranged opposite, for the two possible
Kraftrichtungen aufgrund der beiden möglichen Stromrichtungen pro Lichtbogen realisiert ist. Damit wird der eine Lichtbogen zuverlässig gelöscht, was damit auch zur Löschen des anderen Lichtbogens führt. Vorzugsweise umfasst eine Schaltkammer vier Löschvorrichtungen zum zuverlässigen Löschen beider Lichtbögen in den jeweiligen Löschvorrichtungen. Der Vorteil der beanspruchten Anordnung ist der einfache, symmetrische und damit kostengünstige Aufbau des Schalters. Je stärker das magnetische Feld am Ort des Lichtbogens ist, desto schneller wird der Lichtbogen in die Löschvorrichtung getrieben und so gelöscht. Löschvorrichtungen können dabei alle geeigneten Mittel zum Löschen eines Lichtbogens sein, beispielsweise Kühlbleche oder Löschkammern. Force directions due to the two possible current directions per arc is realized. This reliably extinguishes one arc, which also causes the other arc to be extinguished. Preferably, a switching chamber includes four extinguishing devices for reliably extinguishing both arcs in the respective extinguishing devices. The advantage of the claimed arrangement is the simple, symmetrical and therefore cost-effective design of the switch. The stronger the magnetic field at the location of the arc, the faster the arc is driven into the extinguishing device and thus deleted. Extinguishing devices may be any suitable means for extinguishing an arc, for example, cooling plates or extinguishing chambers.
Doppelunterbrecher bezeichnen hier die mechanischen Komponenten, die zu einer doppelten Unterbrechung eines Stromkreises führen. Dazu besitzen die Double breakers are here the mechanical components that lead to a double interruption of a circuit. To have the
Doppelunterbrecher jeweils zwei erste und zwei zweite Kontaktbereiche, an denen jeweils (doppelt) der Strom im AUS-Zustand unterbrochen wird. In jedem Double breaker each two first and two second contact areas at which each (double) the power is interrupted in the OFF state. In each
Doppelunterbrecher bezeichnen die ersten und zweiten Kontaktbereiche hier dieDouble breakers denote the first and second contact areas here
Bereiche der unbeweglichen Kontakte und des beweglichen Kontaktstücks, die nach dem Schließen des Schalters (EIN-Zustand) im direkten Kontakt sind. Im EIN-Zustand fließt ein Strom von einem der beiden ersten Kontakt über den ersten Kontaktbereich in den dazu im Kontakt stehenden zweiten Kontaktbereich, von diesem über das elektrisch leitfähige Kontaktstück zum anderen zweiten Kontaktbereich des Kontaktstücks und von dort über den dazu im Kontakt stehenden anderen ersten Kontaktbereich im anderen unbeweglichen Kontakt. Die ersten Kontakte sowie die ersten und zweiten Areas of the stationary contacts and the movable contact piece, which are in direct contact after closing the switch (ON state). In the ON state, a current flows from one of the two first contacts via the first contact region into the second contact region in contact therewith, from the latter via the electrically conductive contact piece to the other second contact region of the contact piece and from there via the other first contact Contact area in the other immovable contact. The first contacts as well as the first and second
Kontaktbereiche und das Kontaktstück bestehen dazu aus einem elektrisch leitfähigen Material. Zum Schließen der Kontakte (EIN-Zustand) wird das Kontaktstück mit den zweiten Kontaktbereichen auf die ersten Kontaktbereiche bewegt. Die ersten und zweiten Kontaktbereiche können dabei Teilbereiche der unbeweglichen Kontakte oder des Kontaktstücks sein, oder separate Komponenten, die auf den unbeweglichen Kontakten oder dem Kontaktstück angeordnet sind. Die obige Bewegung erfolgt entlang einer Bewegungsachse des Kontaktstücks senkrecht zu den Oberflächen der Kontaktbereiche. Das Kontaktstück ist dabei beispielsweise in einer Brückenanordnung, vorzugsweise aus Plastik, mittels einer Feder beweglich gehaltert, die auch den notwendigen Kontaktdruck im EIN-Zustand des Schalters ausübt. Die Bewegungsachse des Kontaktstücks ist im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Contact areas and the contact piece consist of an electrically conductive material. For closing the contacts (ON state), the contact piece is moved with the second contact areas on the first contact areas. The first and second contact areas may be subareas of the stationary contacts or of the contact piece, or separate components which are arranged on the immovable contacts or the contact piece. The above movement is along a movement axis of the contact piece perpendicular to the surfaces of the contact areas. The contact piece is for example in a bridge assembly, preferably made of plastic, movably supported by a spring, which also exerts the necessary contact pressure in the ON state of the switch. The axis of movement of the contact piece is substantially perpendicular to the direction of movement of
Lichtbogens in die Löschvorrichtungen ausgerichtet. Das Öffnen des Schalters erfolgt durch Bewegung des Kontaktstücks in die umgekehrte Richtung. Die Bewegung des Kontaktstücks kann manuell oder elektrisch erfolgen. Die ersten und zweiten Arc aligned in the extinguishing devices. The switch is opened by moving the contact piece in the opposite direction. The movement of the contact piece can be done manually or electrically. The first and second
Kontaktbereiche können sich in Form und Material unterscheiden. Die Flächen der ersten und zweiten Kontaktbereiche können dabei zwischen ausgedehnten Flächen und punktförmigen Kontakten variieren. Das Material der Kontaktbereiche kann jedes geeignete elektrisch leitfähige Material, beispielsweise Silberzinnoxyd, sein.  Contact areas may differ in shape and material. The areas of the first and second contact areas can vary between extended areas and punctiform contacts. The material of the contact areas may be any suitable electrically conductive material, for example, silver-tin oxide.
Das magnetische Feld übt die treibende Kraft auf die Lichtbögen aus. Je größer die magnetische Feldstärke am Ort des Lichtbogens ist, desto stärker wirkt die treibende Lorenzkraft auf den Lichtbogen. Für eine schnelle Löschung der Lichtbögen mit Stromflüssen in beide Richtungen ist es vorteilhaft, dass ein starkes Magnetfeld im Bewegungsbereich der Lichtbögen für beide Stromrichtungen wirken kann. Ein sehr starkes permanentes Magnetfeld kann durch einen Permanentmagneten bereitgestellt werden, der beispielsweise ein Seltenerdmagnet ist. Seltenerdmagnete bestehen beispielsweise aus einer NdFeB- oder SmCo-Legierung. Diese Materialien besitzen eine hohe Koerzitivf eidstärke und ermöglichen daher auch beispielsweise eine Bereitstellung der Magnete als sehr dünne Platten, was eine kompaktere Bauweise des Schalters ermöglicht. Die Zeit bis der Lichtbogen in die Löschkammern bzw. entlang der Kühlbleche getrieben wird, hängt von der Magnetfeldstärke und von der Homogenität des Magnetfeldes ab. Dazu sind die Permanentmagnete bevorzugt so angeordnet, dass sie ein Magnetfeld senkrecht zum Stromfluss im Lichtbogen und senkrecht zur gewünschten Bewegungsrichtung des Lichtbogens erzeugen. Die Form der Magnete kann im Rahmen der Erfindung vom Fachmann geeignet gewählt werden. Die Magnete sind bevorzugt als Paare von jeweils 2 Magneten angeordnet, die Anzahl der Magnete beträgt somit vorzugsweise zwei oder Vielfaches davon in einem Schalter. In einer Ausführungsform umfassen die Magnete mindestens zwei plattenförmige Magnete, vorzugsweise Permanentmagnete, deren Flächen parallel zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind die Flächen der Magnete parallel zu der gewünschten The magnetic field exerts the driving force on the arcs. The greater the magnetic field strength at the location of the arc, the stronger the driving Lorenz force acts on the arc. For a rapid erasure of the arcs with current flows in both directions, it is advantageous that a strong magnetic field in the range of movement of the arcs can act for both current directions. A very strong permanent magnetic field may be provided by a permanent magnet which is, for example, a rare earth magnet. For example, rare earth magnets are made of NdFeB or SmCo alloy. These materials have a high coercive strength and therefore also allow, for example, provision of the magnets as very thin plates, allowing a more compact design of the switch. The time until the arc in the extinguishing chambers or along the Cooling plates is driven depends on the magnetic field strength and the homogeneity of the magnetic field. For this purpose, the permanent magnets are preferably arranged so that they generate a magnetic field perpendicular to the current flow in the arc and perpendicular to the desired direction of movement of the arc. The shape of the magnets can be suitably chosen within the scope of the invention by a person skilled in the art. The magnets are preferably arranged as pairs of two magnets each, the number of magnets is thus preferably two or more times thereof in a switch. In one embodiment, the magnets comprise at least two plate-shaped magnets, preferably permanent magnets, whose surfaces are arranged parallel to one another. Preferably, the surfaces of the magnets are parallel to the desired one
Bewegungsrichtung der Lichtbögen angeordnet. Die Magnete sind dabei bevorzugt so angeordnet, dass sie ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld entlang der  Direction of movement of the arcs arranged. The magnets are preferably arranged so that they have a substantially homogeneous magnetic field along the
Bewegungsrichtung der Lichtbögen erzeugen. In einer Ausführungsform ist der Magnet ein Permanentmagnet. Der Ausdruck„im Wesentlichen" umfasst in der vorliegenden Erfindung alle Ausführungsformen, die weniger als 10% vom Sollwert oder Mittelwert abweichen. In einer anderen Ausführungsform, die mit der vorherigen Ausführungsform kombinierbar ist, erstrecken sich die Magnete zumindest bis zu den Löschvorrichtungen oder gar über diese hinaus, um ein homogenes Magnetfeld über die gesamte Bewegungsoder Laufstrecke des Lichtbogens bereitzustellen. In einer Ausführungsform eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Magnete seitlich außerhalb der Anordnung der Schaltkammern (in einer Ebene oder übereinander oder in einer anderen Anordnung) so angeordnet, dass sie ein im Wesentlichen homogenes magnetisches Feld zumindest im Bereich der ersten und zweiten Kontaktbereiche der Doppelunterbrecher mehrerer Schaltkammern erzeugen. Create the direction of movement of the arcs. In one embodiment, the magnet is a permanent magnet. The term "substantially" in the present invention encompasses all embodiments which deviate less than 10% from the nominal value or mean value In another embodiment, which can be combined with the previous embodiment, the magnets extend at least as far as the extinguishing devices or even over In an embodiment of a switch according to the present invention, the magnets are arranged laterally outside the arrangement of the switching chambers (in a plane or on top of each other or in another arrangement) such that they generate a substantially homogeneous magnetic field at least in the region of the first and second contact regions of the double interrupters of a plurality of switching chambers.
In einer Ausführungsform erstrecken sich in mindestens einem der Schaltkammern erste Lichtbogenleitbleche in zwei entgegengesetzte Richtungen jeweils von mindestens einem der ersten Kontaktbereiche und dem entsprechenden zweiten Kontaktbereich zu zwei jeweils am Ende der Lichtbogenleitbleche angeordneten Löschvorrichtungen ausgeführt als erste Löschkammern. Der Ausdruck„erstrecken" umfasst hierbei die Möglichkeiten, dass die Lichtbogenleitbleche (oder auch die Kühlbleche) bis an die jeweiligen Kontaktbereiche (oder auch Löschvorrichtungen) heranragen, ohne dass sie direkt fest damit verbunden sind oder aber auch eine feste Verbindung der Lichtbogenleitbleche (oder auch der Kühlbleche) mit den Kontaktbereichen (oder auch der In one embodiment, in at least one of the switching chambers, first arc guide plates extend in two opposite directions respectively from at least one of the first contact regions and the corresponding second contact region to two extinguishing devices arranged at the end of the arc baffles, respectively, as first extinguishing chambers. The term "extend" here includes the possibilities that the arc guide plates (or the cooling plates) up to the respective Contact areas (or extinguishing devices) protrude without being directly fixed to it or even a firm connection of the arc guide plates (or the cooling plates) with the contact areas (or the
Löschvorrichtungen). Die ersten Lichtbogenleitbleche sind dabei vorzugsweise mit den ersten Kontaktbereichen fest verbunden. Damit sind Hindernisse für die Bewegung des Lichtbogens wie beispielsweise Luftspalte zumindest für die unbeweglichen Kontakte vermieden. Die erste Löschkammer umfasst dabei jede Art von Komponenten, die geeignet sind, einen Lichtbogen zum Löschen zu bringen. In einer Ausführungsform der Löschkammer umfassen diese eine Vielzahl an Löschblechen zwischen den ersten Lichtbogenleitblechen, die beide in der Löschkammer parallel zueinander angeordnet sind. Zum schnellen Löschen eines Lichtbogens wird auf diesen durch die Magneten eine Lorenzkraft vorzugsweise ausgeübt, bis dieser in die Löschvorrichtungen eintritt. Wenn die Baugröße innerhalb des Schalters ausreicht, ist es daher vorteilhaft, die Fighting equipment). The first arc guide plates are preferably firmly connected to the first contact areas. Thus, obstacles to the movement of the arc such as air gaps are avoided, at least for the immovable contacts. The first quenching chamber comprises any type of components that are suitable for bringing an arc to extinguish. In one embodiment of the quenching chamber, these comprise a plurality of quenching plates between the first arc guide plates, which are both arranged in parallel in the quenching chamber. For rapidly extinguishing an arc, a Lorenz force is preferably applied to it by the magnets until it enters the extinguishing devices. If the size within the switch is sufficient, it is therefore advantageous to
Permanentmagneten so dicht wie möglich an die ersten Löschkammern heran oder gar seitlich über die ersten Löschkammern hinaus anzuordnen. Die Löschbleche in den ersten Löschkammern sind beispielsweise V-förmig. Der Lichtbogen wird in der ersten Permanent magnets as close as possible to the first extinguishing chambers zoom or even laterally beyond the first extinguishing chambers to order. The quenching plates in the first quenching chambers are for example V-shaped. The arc will be in the first
Löschkammer in eine Vielzahl an Teillichtbögen unterteilt (Deionkammer). Die dabei benötigte Minimal Spannung zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens ist proportional zur Anzahl der in der ersten Löschkammer vorhandenen Löschbleche, wodurch die benötigte Spannung zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens die zur Verfügung stehende Spannung übersteigt, was zum Löschen des Lichtbogens führt. Die Löschbleche sind in einem isolierenden Material gehaltert, an dem ebenso die Lichtbogenleitbleche befestigt sind. Die Lichtbogenleitbleche können dabei jede Form besitzen, die geeignet ist, den Extinguishing chamber divided into a plurality of partial arcs (Deionkammer). The required minimum voltage for maintaining the arc is proportional to the number of extinguishing plates present in the first quenching chamber, whereby the voltage required to maintain the arc exceeds the available voltage, which leads to the extinction of the arc. The quenching plates are held in an insulating material to which the arc guide plates are also attached. The arc guide plates can have any shape that is suitable, the
Lichtbogen in die ersten Löschkammern zu leiten. Die Lichtbogenleitbleche können auch als Stanzbiegeteil ausgeführt sein. Auch können Dicke und Breite der Arcing arc into the first extinguishing chambers. The arc guide plates can also be designed as a stamped and bent part. Also, thickness and width of the
Lichtbogenleitbleche variieren. Der Abstand zwischen dem ersten (unteren) und dem zweiten (oberen) Lichtbogenleitblech kann dabei mit größer werdendem Abstand zu den ersten und zweiten Kontakten anwachsen. In einer Ausführungsform erstrecken sich die Magnete zumindest entlang der ersten Lichtbogenleitbleche bis zu den ersten  Arc guide plates vary. The distance between the first (lower) and the second (upper) arc guide plate can grow with increasing distance to the first and second contacts. In one embodiment, the magnets extend at least along the first arc guide plates to the first
Löschkammern, bevorzugt über die ersten Löschkammern hinaus. In einer Ausführungsform sind mindestens zwei der Schaltkammern in einer Ebene angeordnet, bevorzugt sind alle Schaltkammern in einer Ebene angeordnet. Das hat den Vorteil, dass der Schalter einen einfacheren Aufbau, eine geringe Einbautiefe und Einbauhöhe besitzt und entsprechend kostengünstig hergestellt werden kann. In einer Ausführungsform besitzen benachbarte Schaltkammern eine gemeinsame Extinguishing chambers, preferably beyond the first extinguishing chambers. In one embodiment, at least two of the switching chambers are arranged in one plane, preferably all switching chambers are arranged in one plane. This has the advantage that the switch has a simpler structure, a small installation depth and installation height and can be manufactured according to cost. In one embodiment, adjacent switching chambers have a common one
Brückenanordnung zur Bewegung der Kontaktstücke mit einer gemeinsamen Brücke zur Führung der Kontaktstücke und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern gegeneinander. Die Brücke isoliert die Schaltkammern gegeneinander. Die Brücke kann dazu beispielsweise zumindest zum Teil aus Plastik gefertigt sein. Die Form der Brücke kann zwischen verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalters variieren. Der Fachmann kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Form und Größe der Brücke geeignet wählen. Die Brückenanordnung ist dabei so ausgestaltet, dass die Kontaktstücke der beiden Doppelunterbrecher simultan bewegt werden, also werden entweder beide Kontaktstücke in den EIN-Zustand oder in den AUS-Zustand des Schalters bewegt. Die Bewegung der beiden Kontaktstücke erfolgt nicht unabhängig voneinander.  Bridge arrangement for moving the contact pieces with a common bridge for guiding the contact pieces and for electrical insulation of the switching chambers against each other. The bridge isolates the switching chambers from each other. The bridge can be made for this purpose, for example, at least partially made of plastic. The shape of the bridge may vary between different embodiments of the switch according to the invention. The person skilled in the art can suitably choose the shape and size of the bridge in the context of the present invention. The bridge arrangement is designed so that the contacts of the two double breaker are moved simultaneously, so either both contacts are moved to the ON state or in the OFF state of the switch. The movement of the two contact pieces is not independent.
In einer Ausführungsform dieses Schalters erstrecken sich zwei weitere In one embodiment of this switch, two more extend
Löschvorrichtungen zu den anderen ersten und zweiten Kontaktbereichen (die nicht schon mit den ersten Löschkammern verbunden sind), wobei mindestens eine der beiden Löschvorrichtungen als zweite Löschkammer ausgeführt ist und sich zweite Extinguishing devices to the other first and second contact areas (which are not already connected to the first extinguishing chambers), wherein at least one of the two extinguishing devices is designed as a second extinguishing chamber and second
Lichtbogenleitbleche von der zweiten Löschkammer zu den ersten und zweiten Arc guide plates from the second extinguishing chamber to the first and second
Kontaktbereichen erstrecken. Die zweite Löschkammer kann einen ähnlichen oder gleichen prinzipiellen Aufbau wie die erste Löschkammer besitzen und gegebenenfalls die Teile umfassen, die bereits bei der ersten Löschkammer beschrieben wurden. Die Größe der zweiten Löschkammer kann aufgrund der dichteren Position der zweiten Extend contact areas. The second quenching chamber may have a similar or the same basic structure as the first quenching chamber and optionally include the parts that have already been described in the first quenching chamber. The size of the second quenching chamber may be due to the denser position of the second
Löschkammer an dem beweglichen Kontaktstück kleiner als bei der ersten Löschkammer ausfallen. In einer Ausführungsform besitzt die zweite Löschklammer kleinere Abmaße als die erste Löschkammer und ist in einem kleineren Abstand zum Kontaktstück als die erste Löschkammer angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform des obigen Schalters ist die andere der beiden Löschvorrichtungen als Kühlblech ausgeführt, das sich vom Kontaktstück entlang der Bewegungsachse des Kontaktstücks um den ersten Kontaktbereich herum zu der vom Kontaktstück abgewandte Rückseite des unbeweglichen Kontakts erstreckt, bevorzugt mit einem sich entlang der Bewegungsrichtung des Lichtbogens vergrößernden Abstand zwischen dem Kühlblech und der Rückseite des unbeweglichen Kontakts. Hierbei erstreckt sich das Kühlblech zu dem zweiten Kontaktbereich des beweglichen Extinguishing chamber at the movable contact piece smaller than in the first quenching chamber. In one embodiment, the second erase clip has smaller dimensions than the first erase chamber and is located a smaller distance from the contact than the first erase chamber. In a further embodiment of the above switch, the other of the two extinguishing devices is designed as a cooling plate which extends from the contact piece along the movement axis of the contact piece around the first contact area to the rear side of the stationary contact remote from the contact piece, preferably along the direction of movement of the contact piece Arc increasing the distance between the heat sink and the back of the immovable contact. In this case, the cooling plate extends to the second contact region of the movable
Kontaktstücks. Da der Lichtbogen beim Ausschalten zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen entsteht, ist es zweckmäßig, dass das Kühlblech nahe an den Ort des Lichtbogens heranreicht, um über eine schnelle Wegleitung des Lichtbogens eine schnelle Löschung bewirken zu können. Bevorzugt vergrößert sich dabei der Abstand zwischen dem Kühlblech und der Rückseite des unbeweglichen Kontakts mit wachsendem Abstand zur Bewegungsachse des Kontaktstücks. Dadurch wird die Lichtbogenstrecke vergrößert und somit die zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens notwendige Lichtbogenspannung erhöht. Übersteigt die Lichtbogenspannung die Betriebsspannung des Schalters, löscht der Lichtbogen. Bei einer bevorzugten Anordnung der Magnete werden im Schalter der eine Lichtbogen zwischen einem der ersten und zweiten Kontaktbereiche in eine erste Löschkammer und der andere Lichtbogen zwischen den anderen ersten und zweiten Kontaktbereichen in die zweite Löschkammer getrieben. Bei einem Betrieb des Schalters mit einer umgekehrten Stromrichtung würde das Löschverhalten genauso aussehen, nur dass dann der eine Lichtbogen in die andere erste Löschkammer und der andere Contact piece. Since the arc arises when switching off between the first and second contact regions, it is expedient that the cooling plate comes close to the location of the arc in order to be able to effect a rapid deletion via a rapid routing of the arc. Preferably, the distance between the cooling plate and the back of the immovable contact increases with increasing distance to the axis of movement of the contact piece. As a result, the arc gap is increased and thus increases the arc voltage necessary to maintain the arc. If the arc voltage exceeds the operating voltage of the switch, the arc extinguishes. In a preferred arrangement of the magnets in the switch, an arc is forced between one of the first and second contact areas in a first quenching chamber and the other arc between the other first and second contact areas in the second quenching chamber. In an operation of the switch with a reverse current direction, the quenching behavior would look the same, except that then the one arc in the other first quenching chamber and the other
Lichtbogen anstatt in die zweite Löschkammer zum Kühlblech als die andere Arc rather than into the second quenching chamber to the cooling plate as the other
Löschvorrichtung getrieben würde. In einer Ausführungsform sind die Kontaktstücke der Doppelunterbrecher in einer Ebene so versetzt zueinander angeordnet, so dass die Kühlbleche benachbarter Schaltkammern durch eine gemeinsame Wand der Brücke im Wesentlichen Parallel zu den Extinguishing device would be driven. In one embodiment, the contact pieces of the double interrupters are arranged in a plane offset from one another so that the cooling plates of adjacent interrupters through a common wall of the bridge substantially parallel to the
Kontaktstücken voreinander getrennt sind. Durch diese Anordnung wird eine besonders kleine Bauweise erreicht. Contact pieces are separated from each other. By this arrangement, a particularly small construction is achieved.
In einer alternativen Ausführungsform eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Schaltkammern übereinander angeordnet. Durch diese Anordnung ist es aufgrund der Bauform und dem damit zur Verfügung stehenden Platz möglich, für alle Löschvorrichtungen Löschkammern zu verwenden. Dadurch wird vermieden, dass ein Lichtbogen zur Löschung Richtung Brückenanordnung getrieben werden muss, was eine erhöhte thermische Belastung der Brückenanordnung vermeidet und somit die Lebensdauer des Schalters erhöht. Ferner besitzt diese Ausführungsform nur erste Löschkammern, wodurch die Einbauhöhe pro Pol reduziert werden kann. Durch den so möglichen symmetrischen Aufbau der Schaltkammern wird das Laufverhalten der Lichtbögen günstiger gestaltet. In an alternative embodiment of a switch according to the present invention At least two switching chambers are arranged one above the other. This arrangement makes it possible due to the design and the space available to use extinguishing chambers for all extinguishing devices. This avoids that an arc must be driven to erase towards the bridge assembly, which avoids an increased thermal load on the bridge assembly and thus increases the life of the switch. Furthermore, this embodiment has only first extinguishing chambers, whereby the installation height per pole can be reduced. Due to the symmetrical design of the switching chambers, the running behavior of the arcs is made more favorable.
In einer Ausführungsform dieses Schalters mit übereinander angeordneten In one embodiment of this switch arranged one above the other
Schaltkammern erstrecken sich die ersten Lichtbogenleitbleche für jede der zwei entgegengesetzten Richtungen in die ersten Löschkammern. Die Lichtbogenleitbleche, die für jede Bewegungsrichtung vorhanden sind, ermöglichen eine schnelle und sichere Löschung des Lichtbogens für jede Stromrichtung im Lichtbogen und jede Polarität des Magnetfeldes. Die ersten Lichtbogenleitbleche sind dabei vorzugsweise mit den ersten Kontaktbereichen fest verbunden. Damit sind Hindernisse für die Bewegung des Lichtbogens wie beispielsweise Luftspalte zumindest für die unbeweglichen Kontakte vermieden. Switching chambers extend the first arc guide plates for each of the two opposite directions in the first extinguishing chambers. The arc guide plates, which are available for each direction of movement, allow a quick and safe extinguishment of the arc for each current direction in the arc and each polarity of the magnetic field. The first arc guide plates are preferably firmly connected to the first contact areas. Thus, obstacles to the movement of the arc such as air gaps are avoided, at least for the immovable contacts.
In einer weiteren Ausführungsform des Schalters mit übereinander angeordneten Schaltkammern verlaufen die Bewegungsachsen der jeweiligen Kontaktstücke zwischen den Lichtbogenleitblechen, bevorzugt decken sich die Bewegungsachsen der jeweiligen Kontaktstücke. Dadurch wird eine sehr kompakte Anordnung ermöglicht. In a further embodiment of the switch with switching chambers arranged one above the other, the axes of movement of the respective contact pieces extend between the arc guide plates; the axes of movement of the respective contact pieces preferably coincide. This allows a very compact arrangement.
In einer alternativen Ausführungsform der Anordnung der Schaltkammern des erfindungsgemäßen Schalters können einige Schaltkammern in einer Ebene und andere Schaltkammern übereinander angeordnet sein. In einer Ausführungsform besitzen die übereinander angeordneten Schaltkammern eine gemeinsame Brückenanordnung zur Bewegung der Kontaktstücke mit einer gemeinsamen Brücke zur Führung der Kontaktstücke und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern gegeneinander. Für die Brücke und die mechanischen Eigenschaften der Brückenanordnung gelten die analogen Ausführungen wie bei der Anordnung der Schaltkammern in einer Ebene. In an alternative embodiment of the arrangement of the switching chambers of the switch according to the invention, some switching chambers in a plane and other switching chambers may be arranged one above the other. In one embodiment, the superposed switching chambers have a common bridge arrangement for moving the contacts with a common bridge to guide the contact pieces and electrical insulation of the switching chambers against each other. For the bridge and the mechanical properties of the bridge arrangement apply the analogous versions as in the arrangement of the switching chambers in a plane.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen im Detail dargestellt. Fig.1 : eine Ausführungsform eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei Schaltkammern in einer Ebene angeordnet in (a) perspektivische Ansicht und (b) in Draufsicht.  These and other aspects of the present invention are illustrated in detail in the drawings. 1 shows an embodiment of a switch according to the present invention with two switching chambers in a plane arranged in (a) perspective view and (b) in plan view.
Fig.2: perspektivische Ansicht eines Teil aus Schnitts der Fig. 1 mit einer 2 perspective view of a part of section of Fig. 1 with a
Schalkammer und der Brückenanordnung.  Schalkammer and the bridge arrangement.
Fig.3 : eine andere Ausführungsform des Schalters gemäß der vorliegenden 3 shows another embodiment of the switch according to the present invention
Erfindung mit jeweils zwei Schaltkammern übereinander angeordnet in perspektivischer Ansicht.  Invention with two switching chambers arranged one above the other in a perspective view.
Fig.4: perspektivische Ansicht der Brückenanordnung des Schalters aus Fig. 3. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen 4 shows a perspective view of the bridge arrangement of the switch from FIG. 3. Detailed description of embodiments
Fig.1 zeigt eine Ausführungsform eines Schalters 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei Schaltkammern I Ia, 1 lb in einer Ebene angeordnet in (a) perspektivische Ansicht und (b) in Draufsicht von oben. Jede der Schaltkammern I Ia, I Ib besitzt einen Doppelunterbrecher mit zwei separaten unbeweglichen Kontakten 2 mit jeweils einem ersten Kontaktbereich 21, 22 und einem beweglichen elektrisch leitfähigen Kontaktstück 30 mit zwei zweiten Kontaktbereichen 31, 32 zur jeweiligen Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen 21, 22, 31, 32 im EIN-Zustand des Schalters 1 und zum Trennen der ersten und zweiten  1 shows an embodiment of a switch 1 according to the present invention with two switching chambers I Ia, 1 Ib arranged in a plane in (a) perspective view and (b) in plan view from above. Each of the switching chambers I Ia, I Ib has a double breaker with two separate stationary contacts 2, each having a first contact region 21, 22 and a movable electrically conductive contact piece 30 with two second contact regions 31, 32 for producing an electrically conductive connection between the first and second contact portions 21, 22, 31, 32 in the ON state of the switch 1 and for separating the first and second
Kontaktbereiche 21, 22, 31, 32 im AUS-Zustand des Schalter 1 entlang einer Contact areas 21, 22, 31, 32 in the OFF state of the switch 1 along a
Bewegungsachse BA der Brückenanordnung. Die Feder 33 übt im EIN-Zustand den nötigen Kontaktdruck auf das Kontaktstück 30 aus. Der Schalter mit den Schaltkammern I Ia, 1 lb in einer Ebene besitzt vier Löschvorrichtungen 41, 42, 43 zum Löschen von Lichtbögen, die beim Herstellen des AUS-Zustands zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen 21, 22, 31, 32 auftreten können. Die Lichtbögen sind hier nicht im Detail gezeigt, dazu siehe Fig.2 Die vier Löschvorrichtungen pro Schaltkammer sind in Fig.1 zwei erste Löschkammern 41, eine zweite Löschkammer 42 und ein an der Brückenanordnung befestigtes Kühlblech 43. Die zwei innerhalb des Schalters angeordnete Magnete 81, 82 zur Erzeugung eines magnetischen Feldes M erstrecken sich hier von den ersten und zweiten Kontaktbereiche 21, 22, 31, 32 über die ersten Löschkammern 41 hinaus und sind als plattenförmige Magnete 81, 82 mit parallel zueinander angeordneten Flächen ausgeführt. Der Magnet 81 bildet für die Movement axis BA of the bridge arrangement. The spring 33 exerts the necessary contact pressure on the contact piece 30 in the ON state. The switch with the switching chambers I Ia, 1 Ib in one plane has four erasing devices 41, 42, 43 for erasing Arcs that may occur in establishing the OFF state between the first and second contact regions 21, 22, 31, 32. The arcs are not shown in detail here, see Fig. 2 The four quenching devices per switching chamber are in Figure 1, two first quenching chambers 41, a second quenching chamber 42 and attached to the bridge assembly cooling plate 43. The two disposed within the switch magnets 81st , 82 for generating a magnetic field M extend here from the first and second contact regions 21, 22, 31, 32 beyond the first extinguishing chambers 41 and are designed as plate-shaped magnets 81, 82 with surfaces arranged parallel to each other. The magnet 81 forms for the
Schaltkammern in diesem Beispiel den magnetische Nordpol (N) und der Magnet 82 den magnetische Südpol (S) mit einer entsprechenden Magnetfeldrichtung M zwischen den Magneten 81, 82, dargestellt durch den gestrichelten Pfeil M. Dadurch wird auf der gesamten Bewegungsstrecke T des Lichtbogens ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld bis in die ersten Löschkammern 41 hinein erzeugt und damit eine starke magnetische Kraft F zur schnellen Löschung der Lichtbögen bereitgestellt. Die vierSwitching chambers in this example, the magnetic north pole (N) and the magnet 82, the magnetic south pole (S) with a corresponding magnetic field direction M between the magnets 81, 82, represented by the dashed arrow M. This is on the entire movement distance T of the arc in the Substantially homogeneous magnetic field generated up in the first quenching chambers 41 and thus provided a strong magnetic force F for rapid erasure of the arcs. The four
Löschvorrichtungen 41, 42, 43 stellen sicher, dass jeder Lichtbogen unabhängig von der Stromrichtung I im Lichtbogen in Richtung einer der Löschvorrichtungen 41, 42, 43 getrieben wird. Welches der Löschvorrichtungen 41, 42, 43 die betreffenden Lichtbögen löscht hängt von der Feldrichtung des Magnetfeldes und der Stromrichtung I im Extinguishing devices 41, 42, 43 ensure that each arc is driven in the direction of one of the extinguishing devices 41, 42, 43 independently of the current direction I in the arc. Which of the extinguishing devices 41, 42, 43 extinguishes the relevant arcs depends on the field direction of the magnetic field and the current direction I in
Lichtbogen und der daraus resultierenden Richtung der Lorenzkraft F auf den Arc and the resulting direction of Lorenzkraft F on the
Lichtbogen ab. Für ein schnelles Löschen der Lichtbögen besitzen die gezeigten Arc off. For a quick erasure of the arcs have the shown
Schaltkammern I Ia, I Ib erste Lichtbogenleitbleche 6, die sich in zwei entgegengesetzte Richtungen jeweils von mindestens einem der ersten Kontaktbereiche 21 und dem entsprechenden zweiten Kontaktbereich 31 zu zwei jeweils am Ende der Switching chambers I Ia, I Ib first Lichtbogenleitbleche 6, which in two opposite directions in each case of at least one of the first contact areas 21 and the corresponding second contact area 31 to two at the end of
Lichtbogenleitbleche 6 angeordneten Löschkammern 41 erstrecken. Die zweite Arc guide plates 6 arranged extinguishing chambers 41 extend. The second
Löschkammer 42 ist analog zu den ersten Löschkammern durch zweite Extinguishing chamber 42 is analogous to the first extinguishing chambers by second
Lichtbogenleitbleche 7 mit den ersten und zweiten Kontaktbereichen 22, 32 verbunden. Der Ausdruck„verbunden" bezeichnet auch Lichtbogenleitbleche, die sich nahe an die Kontaktbereiche heran erstrecken. Die zweite Löschklammer 42 besitzt in dieser Ausführungsform kleinere Abmaße als die erste Löschkammer 41 und ist in einem kleineren Abstand zum Kontaktstück 30 als die erste Löschkammer 41 angeordnet. In dieser Ausführungsform besitzen die benachbarten Schaltkammern I Ia, 1 lb eine gemeinsame Brückenanordnung 3 zur Bewegung der Kontaktstücke 30 mit einer gemeinsamen Brücke 34 zur Führung der Kontaktstücke 30 und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern 1 la, 1 lb gegeneinander. Durch die gemeinsame Arc guide plates 7 with the first and second contact regions 22, 32 are connected. The term "connected" also refers to arc guide plates that extend close to the contact areas.The second cancel clip 42 in this embodiment has smaller dimensions than the first cancel chamber 41 and is located at a smaller distance from the contact piece 30 than the first quenching chamber 41. In this embodiment, the adjacent switching chambers I Ia, 1 Ib have a common bridge arrangement 3 for moving the contact pieces 30 with a common bridge 34 for guiding the contact pieces 30 and for electrical insulation of the switching chambers 1 la, 1 lb against each other. By the common
Brückenanordnung 3 wird die Anzahl der benötigten Bauteile im Schalter verringert und damit eine kostengünstigere Fertigung ermöglicht. Die gemeinsame Brückenanordnung 3 kann beispielsweise aus Plastik gefertigt sein, damit die elektrische Isolation zwischen den Schaltkammern I Ia, 1 lb gewährleistet ist. Für eine kompakte Ausführung des Schalters 1 sind die Kontaktstücke 30 der Schaltkammern 1 la, 1 lb so angeordnet, dass sich die zweiten Kontaktbereiche 31, 32 in einer Linie im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung T der Lichtbögen 5 befinden. Für eine weitere Reduzierung des notwendigen Bauvolumens sind die Kontaktstücke 30 der Doppelunterbrecher in einer Ebene so versetzt zueinander angeordnet, so dass die Kühlbleche 43 benachbarter Schaltkammern I Ia, 1 lb durch eine gemeinsame Wand 35 der Brücke 34 im  Bridge arrangement 3, the number of components required in the switch is reduced, thereby enabling a more cost-effective production. The common bridge assembly 3 may be made of plastic, for example, so that the electrical insulation between the switching chambers I Ia, 1 lb is guaranteed. For a compact design of the switch 1, the contact pieces 30 of the switching chambers 1a, 1b are arranged such that the second contact areas 31, 32 are located in a line substantially perpendicular to the direction of movement T of the arcs 5. For a further reduction of the necessary construction volume, the contact pieces 30 of the double interrupters are arranged in a plane offset from one another, so that the cooling plates 43 of adjacent switching chambers I Ia, 1 Ib through a common wall 35 of the bridge 34 in
Wesentlichen parallel zu den Kontaktstücken 30 voreinander getrennt sind. Die Essentially parallel to the contact pieces 30 are separated from each other. The
Anschlussklemmen 12 dienen zum Anschluss der Schaltkammern 1 la, 1 lb an einen Stromkreis. Fig.2 zeigt einen perspektivischen Teilausschnitt des Schalters aus Fig. 1 mit einer der Schaltkammern I Ia, 1 lb und der gemeinsamen Brückenanordnung 3. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Magnete und eine der Schaltkammern gegenüber der Fig.1 weggelassen. Die mit„12" bezeichneten Komponenten sind die Anschlussklemmen 12 der Schaltkammern I Ia, 1 lb zum Anschluss der Schaltkammern 1 la, 1 lb an einen Stromkreis. In dieser Figur ist ein Lichtbogen 5 zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen 22, 32 dargestellt, der sich entlang der Bewegungsrichtung T Terminals 12 are used to connect the switching chambers 1 la, 1 lb to a circuit. 2 shows a perspective partial section of the switch from FIG. 1 with one of the switching chambers 11a, 11b and the common bridge arrangement 3. For reasons of clarity, the magnets and one of the switching chambers have been omitted with respect to FIG. The components denoted by "12" are the connection terminals 12 of the switching chambers 11a, 11b for connecting the switching chambers 1a1, 1b to a circuit, in this figure an arc 5 is shown between the first and second contact areas 22, 32, along the direction of movement T
(gestrichelter Pfeil) in Abhängigkeit von der Magnetfeldrichtung und der Stromrichtung im Lichtbogen 5 entweder in die zweite Löschkammer 42 oder entlang des Kühlblechs 43 bewegt. Der entsprechende andere Lichtbogen zwischen den anderen ersten und zweiten Kontaktbereichen 21, 31 ist hier nicht gezeigt. Damit das Löschverhalten besonders günstig ist, erstreckt sich ein Zweites Lichtbogenleitblech 7 von der zweiten Löschkammer 42 in Richtung der ersten und zweiten Kontaktbereiche 22, 32. Das Kühlblech 43 ist auf die gemeinsamen Wand 35 der Brücke 34 montiert. Ein (dashed arrow) depending on the magnetic field direction and the current direction in the arc 5 either in the second quenching chamber 42 or along the cooling plate 43 moves. The corresponding other arc between the other first and second contact regions 21, 31 is not shown here. So that the extinguishing behavior is particularly favorable, a second arc guide plate 7 extends from the second Extinguishing chamber 42 in the direction of the first and second contact portions 22, 32. The cooling plate 43 is mounted on the common wall 35 of the bridge 34. One
entsprechendes anderes Kühlblech für die andere hier nicht gezeigte Schaltkammer ist auf die hier nicht sichtbare andere Seite der Wand 35 montiert. Das Kühlblech 7 erstreckt sich hier für eine zuverlässige Löschung des Lichtbogens 5 vom zweiten Kontaktbereich 32 des Kontaktstücks 30 um den unbeweglichen Kontakt 2 herum auf dessen Rückseite. corresponding other cooling plate for the other switching chamber, not shown here is mounted on the not visible here other side of the wall 35. The cooling plate 7 extends here for reliable deletion of the arc 5 from the second contact region 32 of the contact piece 30 to the stationary contact 2 around on the back.
Fig.3 zeigt eine Seitenansicht eines Schalters 1 im AUS-Zustand ZA gemäß der vorliegenden Erfindung mit jeweils zwei Schaltkammern I Ia, 1 lb übereinander angeordnet. Hierbei besitzen die Schaltkammern I Ia, 1 lb im Gegensatz zu der Fig.1 vier erste Löschkammern 41, von denen jeweils zwei Löschkammern 41 gegenüber den jeweiligen ersten und zweiten Kontaktbereichen 21, 22, 31, 32 des jeweiligen 3 shows a side view of a switch 1 in the OFF state ZA according to the present invention, each with two switching chambers I Ia, 1 lb arranged one above the other. In contrast to FIG. 1, the switching chambers 11a, 11b have four first quenching chambers 41, two of which have respective quenching chambers 41 opposite the respective first and second contact regions 21, 22, 31, 32 of the respective
Doppelunterbrechers angeordnet sind. Dazu verlaufen die Bewegungsachsen (B A) der jeweiligen übereinander liegenden Kontaktstücke 30 zwischen den Lichtbogenleitblechen 6, bevorzugt decken sich die Bewegungsachsen BA der jeweiligen Kontaktstücke 30. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass keiner der Lichtbögen 5 in Richtung der Double breaker are arranged. For this purpose, the movement axes (B A) of the respective superimposed contact pieces 30 extend between the arc guide plates 6, preferably the axes of movement BA of the respective contact pieces 30 coincide. The advantage of this arrangement is that none of the arcs 5 in the direction of
Brückenanordnung 3 läuft. Aus Übersichtsgründen sind hier teilweise die Magnete zur Ausübung der Lorentzkraft auf die Lichtbögen 5 weggelassen. In der oberen Bridge arrangement 3 is running. For reasons of clarity, the magnets for exerting the Lorentz force on the arcs 5 are partially omitted here. In the upper
Schaltkammer 1 la ist ein Lichtbogen 5 dargestellt, die eine Magnetanordnung 81, 82 wie in der unteren Schaltkammer 1 lb dargestellt besitzt. In dieser Ausführungsform sind pro Schaltkammer ein Paar an Magneten 81, 82 angeordnet. In einer alternativen Switching chamber 1 la, an arc 5 is shown, which has a magnet arrangement 81, 82 as shown in the lower switching chamber 1 lb. In this embodiment, a pair of magnets 81, 82 are arranged per switching chamber. In an alternative
Ausführungsform können pro Ebene analog zu Fig. l auch nur 1 Paar an Magneten 81, 82 angeordnet sein. Fig.4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Brückenanordnung 3 des Schalters 1 aus Fig. 3 im AUS-Zustand ZA, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit einige der in Fig.3 gezeigten Komponenten weggelassen wurden. Die übereinander angeordneten Embodiment, only 1 pair of magnets 81, 82 may be arranged per level analogous to FIG. 4 shows a perspective view of the bridge arrangement 3 of the switch 1 from FIG. 3 in the OFF state ZA, wherein for reasons of clarity some of the components shown in FIG. 3 have been omitted. The stacked
Schaltkammern I Ia, 1 lb haben in dieser Ausführungsform eine wie hier dargestellte gemeinsame Brückenanordnung 3 zur gemeinsamen simultanen Bewegung der Switching chambers 11a, 11b have, in this embodiment, a common bridge arrangement 3, shown here, for the simultaneous simultaneous movement of
Kontaktstücke 30 der beiden Schaltkammern mit einer gemeinsamen Brücke 34 zur Führung der Kontaktstücke 30 und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern I Ia, 1 lb gegeneinander. Die Brückenanordnung 3, umfassend die Kontaktstücke 30 der beiden Doppelunterbrecher und die Brücke 34 der übereinander angeordneten Contact pieces 30 of the two switching chambers with a common bridge 34 for guiding the contact pieces 30 and for electrically insulating the switching chambers I Ia, 1 lb against each other. The bridge assembly 3, comprising the contact pieces 30 of the two double breakers and the bridge 34 arranged one above the other
Schaltkammern I Ia, I Ib, bildet eine mechanische Einheit. Diese gemeinsame Switching chambers I Ia, I Ib, forms a mechanical unit. This common
Brückenanordnung erlaubt eine kompakte Gestaltung des Schalters. Die gemeinsame Brückenanordnung 3 kann beispielsweise aus Plastik gefertigt sein, damit die elektrische Isolation zwischen den Schaltkammern I Ia, 1 lb gewährleistet ist. Die zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen brennenden Lichtbögen 5 der übereinander angeordneten Schaltkammern I Ia, I Ib werden entlang der Bewegungsrichtung T in Abhängigkeit von der Magnetfeldrichtung und der Stromrichtung im Lichtbogen 5 immer in eine der ersten Löschkammer 41 und damit von der Brückenanordnung 3 weg getrieben (hier ist exemplarisch nur 1 der Löschkammer 41 aus Gründen der Bridge arrangement allows a compact design of the switch. The common bridge assembly 3 may be made of plastic, for example, so that the electrical insulation between the switching chambers I Ia, 1 lb is guaranteed. The arcs 5 of the superposed switching chambers 11a, 11b burning between the first and second contact regions are always driven along the direction of movement T into one of the first quenching chamber 41 and thus away from the bridge arrangement 3, depending on the magnetic field direction and the current direction in the arc 5 (Here, by way of example only 1 of the quenching chamber 41 for reasons of
Übersichtlichkeit dargestellt). Die Anschlussklemmen 12 dienen zum Anschluss der Schaltkammern I Ia, I Ib an einen Stromkreis. Die detaillierte Darstellung der Erfindung in diesem Abschnitt und in den Figuren ist als Beispiel für mögliche Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung und daher nicht einschränkend zu verstehen. Insbesondere angegebene Größen sind auf die jeweiligen Betriebsbedingungen des Schalters (Strom, Spannung) von Fachmann anzupassen. Daher sind alle angegebenen Größen nur als Beispiel für bestimmte Ausführungsformen zu verstehen. Clarity). The terminals 12 are used to connect the switching chambers I Ia, I Ib to a circuit. The detailed description of the invention in this section and in the figures is to be understood as an example of possible embodiments within the scope of the invention and therefore not restrictive. Specified sizes in particular must be adapted to the respective operating conditions of the switch (current, voltage) by a specialist. Therefore, all sizes given are to be understood as an example only for specific embodiments.
Alternative Ausführungsformen, die der Fachmann möglicherweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Betracht zieht, sind vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ebenfalls mit umfasst. In den Ansprüchen umfassen Ausdrücke wie "ein" auch die Mehrzahl. In den Ansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht einschränkend auszulegen. Bezugszeichenliste Alternative embodiments that may be considered by those skilled in the art within the scope of the present invention are also included within the scope of the present invention. In the claims, terms such as "a" include the plural. Reference signs indicated in the claims are not to be construed restrictively. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung I Ia, I Ib Schaltkammern 1 switch according to the present invention I Ia, I Ib switching chambers
12 Anschlussklemmen der Schaltkammern 12 connection terminals of the switching chambers
2 unbeweglicher Kontakt  2 immovable contact
21, 22 erste Kontaktb erei che 21, 22 first contact area
23 Rückseite der unbeweglichen Kontakte  23 Back of the immovable contacts
3 Brückenanordnung  3 bridge arrangement
30 bewegliches Kontaktstück 30 movable contact piece
31, 32 zweite Kontaktbereiche  31, 32 second contact areas
33 Feder der Brückenanordnung  33 spring of the bridge arrangement
34 Brücke  34 bridge
35 Wand der Brücke  35 Wall of the bridge
41 erste Löschkammer 41 first extinguishing chamber
42 zweite Löschkammer  42 second extinguishing chamber
43 Kühlblech  43 cooling plate
5 Lichtbögen  5 arcs
6 erstes Lichtbogenleitblech  6 first arc guide plate
7 zweites Lichtbogenleitblech 7 second arc guide plate
81, 82 Magnete, bevorzugt Permanentmagnete  81, 82 magnets, preferably permanent magnets
9 Löschblech  9 splitter plate
BA Bewegungsachse des beweglichen Kontaktstücks BA movement axis of the movable contact piece
I Stromrichtung im Lichtbogen I current direction in the arc
M Magnetfeld M magnetic field
F Lorenzkraft auf den Lichtbogen  F Lorenzkraft on the arc
T Bewegungsrichtung des Lichtbogens  T Direction of movement of the arc
ZA getrennter Schalter (AUS-Zustand)  ZA separate switch (OFF state)

Claims

Patentansprüche claims
1. Ein Schalter (1) geeignet für einen polaritätsunabhängigen mehrpoligen 1. A switch (1) suitable for a polarity-independent multipole
Gleichstrombetrieb mit mindestens zwei Schaltkammern (I Ia, 1 lb), wobei jeder der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) einen Doppelunterbrecher mit zwei separaten unbeweglichen Kontakten (2) mit jeweils einem ersten Kontaktbereich (21, 22), einem beweglichen elektrisch leitfähigen Kontaktstück (30) mit zwei zweiten Kontaktbereichen (31, 32) zur jeweiligen Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen (21, 22, 31, 32) im EIN-Zustand des Schalters (1) und zum Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche (21, 22, 31, 32) im AUS-Zustand des Schalter (1) und mindestens zwei Löschvorrichtungen (41, 42, 43) zum Löschen von Lichtbögen (5), die beim Herstellen des AUS-Zustands zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen (21, 22, 31, 32) auftreten können, umfasst; sowie mindestens zwei Magnete (71, 72) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (M) zumindest im Bereich der ersten und zweiten Kontaktbereiche (21, 22, 31, 32) der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) zur Ausübung einer magnetischen Kraft (F) auf die Lichtbögen (5), so dass mindestens einer der Lichtbögen (5) unabhängig von der Stromrichtung (I) im Lichtbogen (5) in Richtung einer der Löschvorrichtungen (41, 42, 43) getrieben wird, wobei die DC operation with at least two switching chambers (I Ia, 1 Ib), wherein each of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) a double breaker with two separate immovable contacts (2) each having a first contact region (21, 22), a movable electrically conductive contact piece (30) having two second contact portions (31, 32) for respectively producing an electrically conductive connection between the first and second contact portions (21, 22, 31, 32) in the ON state of the switch (1) and for separating the first and second Contact areas (21, 22, 31, 32) in the OFF state of the switch (1) and at least two erasing means (41, 42, 43) for extinguishing arcs (5) when establishing the OFF state between the first and second Contact areas (21, 22, 31, 32) may occur; and at least two magnets (71, 72) for generating a magnetic field (M) at least in the region of the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) for exerting a magnetic force (F ) on the arcs (5), so that at least one of the arcs (5) is driven independently of the current direction (I) in the arc (5) in the direction of one of the extinguishing devices (41, 42, 43), wherein the
Kontaktstücke (30) der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) so angeordnet sind, dass sich die zweiten Kontaktbereiche (31, 32) in einer Linie im Wesentlichen senkrecht zur Contact pieces (30) of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) are arranged so that the second contact regions (31, 32) in a line substantially perpendicular to
Bewegungsrichtung (T) der Lichtbögen (5) befinden. Moving direction (T) of the arcs (5) are located.
2. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) sich erste Lichtbogenleitbleche (6) in zwei entgegengesetzte Richtungen jeweils von mindestens einem der ersten Kontaktbereiche (21) und dem entsprechenden zweiten Kontaktbereich (31) zu zwei jeweils am Ende der Lichtbogenleitbleche (6) angeordneten Löschvorrichtungen ausgeführt als erste 2. The switch (1) according to claim 1, characterized in that in at least one of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) are first Lichtbogenleitbleche (6) in two opposite directions each of at least one of the first contact areas (21) and the corresponding second contact region (31) to two in each case at the end of the arc guide (6) arranged extinguishing devices executed as the first
Löschkammern (41) erstrecken. Extinguishing chambers (41) extend.
3. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Magnete (71, 72) zumindest entlang der ersten Lichtbogenleitbleche (6) bis zu den ersten Löschkammern (41) erstrecken, bevorzugt über die ersten Löschkammer (41) hinaus erstrecken. 3. The switch (1) according to claim 2, characterized in that the magnets extend (71, 72) at least along the first arc guide plates (6) to the first extinguishing chambers (41), preferably beyond the first extinguishing chamber (41) also extend.
4. Der Schalter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (71, 72) als mindestens zwei plattenförmige Magnete ausgeführt sind, deren Flächen parallel zueinander angeordnet sind. 4. The switch (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnets (71, 72) are designed as at least two plate-shaped magnets whose surfaces are arranged parallel to each other.
5. Der Schalter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (71, 72) seitlich außerhalb der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) so angeordnet sind, dass sie ein im Wesentlichen homogenes magnetisches Feld (M) zumindest im Bereich der ersten und zweiten Kontaktbereiche (21, 22, 31, 32) der Doppelunterbrecher mehrerer Schaltkammern (I Ia, 1 lb) erzeugen. 5. The switch (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnets (71, 72) laterally outside the switching chambers (I Ia, 1 Ib) are arranged so that they have a substantially homogeneous magnetic field (M) at least in the region of the first and second contact regions (21, 22, 31, 32) of the double breaker of several switching chambers (I Ia, 1 lb) produce.
6. Der Schalter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) in einer Ebene angeordnet sind. 6. The switch (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) are arranged in a plane.
7. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Schaltkammern (I Ia, I Ib) eine gemeinsame Brückenanordnung (3) zur Bewegung der Kontaktstücke (30) mit einer gemeinsamen Brücke (34) zur Führung der Kontaktstücke (30) und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) gegeneinander besitzen. 7. The switch (1) according to claim 6, characterized in that adjacent switching chambers (I Ia, I Ib) a common bridge arrangement (3) for moving the contact pieces (30) having a common bridge (34) for guiding the contact pieces (30 ) and for electrical isolation of the switching chambers (I Ia, 1 Ib) against each other.
8. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei weitere Löschvorrichtungen (42, 43) zu den anderen ersten und zweiten Kontaktbereichen (22, 32) erstrecken, wobei mindestens eines der beiden 8. The switch (1) according to claim 5 or 6, characterized in that two further extinguishing devices (42, 43) extend to the other first and second contact regions (22, 32), wherein at least one of the two
Löschvorrichtungen (42, 43) als zweite Löschkammer (42) ausgeführt ist und sich zweite Lichtbogenleitbleche (7) von der zweiten Löschkammer (42) zu den ersten und zweiten Kontaktbereichen (22, 32) erstrecken. Extinguishing devices (42, 43) is designed as a second quenching chamber (42) and extending second arc guide plates (7) from the second quenching chamber (42) to the first and second contact regions (22, 32).
9. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die andere der beiden Löschvorrichtungen (42, 43) als Kühlblech (43) ausgeführt ist, das sich vom Kontaktstück (30) entlang der Bewegungsachse (BA) des Kontaktstücks (30) um den ersten Kontaktbereich (22) herum zu der vom Kontaktstück (30) abgewandte Rückseite des unbeweglichen Kontakts (2) erstreckt, bevorzugt mit einem sich entlang der Bewegungsrichtung (T) des Lichtbogens vergrößernden Abstand (A) zwischen dem Kühlblech (43) und der Rückseite des unbeweglichen Kontakts (2). 9. The switch (1) according to claim 8, characterized in that the other of the two extinguishing devices (42, 43) is designed as a cooling plate (43) extending from the contact piece (30) along the axis of movement (BA) of the contact piece (30 ) extends around the first contact region (22) to the rear side of the immovable contact (2) facing away from the contact piece (30), preferably with a spacing (A) between the cooling plate (43) and 14 which increases along the direction of movement (T) of the arc the back of the immovable contact (2).
10. Der Schalter (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Löschklammer (42) kleiner Abmaße als die erste Löschkammer (41) besitzt und in einem kleineren Abstand zum Kontaktstück (30) als die erste 10. The switch (1) according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the second erase clip (42) has smaller dimensions than the first quenching chamber (41) and at a smaller distance from the contact piece (30) than the first
Löschkammer (41) angeordnet ist. Extinguishing chamber (41) is arranged.
11. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (30) der Doppelunterbrecher in einer Ebene so versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die Kühlbleche (43) benachbarter Schaltkammern (I Ia, 1 lb) durch eine gemeinsame Wand (35) der Brücke (34) im Wesentlichen parallel zu den Kontaktstücken (30) voreinander getrennt sind. 11. The switch (1) according to claim 9 or 10, characterized in that the contact pieces (30) of the double interrupter in a plane are arranged offset from one another, so that the cooling plates (43) of adjacent switching chambers (I Ia, 1 lb) by a common wall (35) of the bridge (34) are separated from each other substantially parallel to the contact pieces (30).
12. Der Schalter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schaltkammern (I Ia, 1 lb) übereinander angeordnet sind. 12. The switch (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least two switching chambers (I Ia, 1 lb) are arranged one above the other.
13. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten Lichtbogenleitbleche (6) für jede der zwei entgegengesetzten Richtungen in die ersten Löschkammern (41) erstrecken. The switch (1) according to claim 12, characterized in that the first arc guide plates (6) extend into the first extinguishing chambers (41) for each of the two opposite directions.
14. Der Schalter (1) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsachsen (BA) der jeweiligen Kontaktstücke (30) zwischen den 14. The switch (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the axes of movement (BA) of the respective contact pieces (30) between the
Lichtbogenleitblechen (6) verlaufen, bevorzugt dass sich die Bewegungsachsen (B A) der jeweiligen Kontaktstücke (30) decken. Arc guide plates (6) extend, preferably that the axes of motion (B A) of the respective contact pieces (30) coincide.
15. Der Schalter (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Schaltkammern (I Ia, 1 lb) eine gemeinsame Brückenanordnung (3) zur Bewegung der Kontaktstücke (30) mit einer gemeinsamen Brücke (34) zur Führung der Kontaktstücke (30) und zur elektrischen Isolierung der Schaltkammern (I Ia, 1 lb) gegeneinander besitzen. 15. The switch (1) according to one of claims 12 to 14, characterized in that the stacked switching chambers (I Ia, 1 Ib) a common bridge arrangement (3) for moving the contact pieces (30) having a common bridge (34). for guiding the contact pieces (30) and for electrically insulating the switching chambers (I Ia, 1 Ib) against each other.
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