EP2784795A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

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Publication number
EP2784795A1
EP2784795A1 EP14001043.0A EP14001043A EP2784795A1 EP 2784795 A1 EP2784795 A1 EP 2784795A1 EP 14001043 A EP14001043 A EP 14001043A EP 2784795 A1 EP2784795 A1 EP 2784795A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact pieces
lamella
contact point
passage opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP14001043.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2784795B1 (de
Inventor
Roland Ritz
Joachim Wendel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Publication of EP2784795A1 publication Critical patent/EP2784795A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2784795B1 publication Critical patent/EP2784795B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/32—Insulating body insertable between contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/24—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
    • H01H1/26—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support
    • H01H2001/265—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support having special features for supporting, locating or pre-stressing the contact blade springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H2001/508—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position with mechanical means to prevent return/reverse movement of movable contact once opening or closing cycle has started

Definitions

  • the invention is based on an electrical switch, which is adapted to interrupt a current path, with at least one contact point, which is formed with a first and a second, in particular a fixed and a movable contact piece, wherein the contact point is closed, if touching the contact pieces, and wherein the contact point is open when the contact pieces do not touch, according to the preamble of claim 1.
  • the first and second contact piece may be a fixed and a movable contact piece. It can also be two movable contact pieces, which, however, may be limited by a stop in their mobility.
  • An electrical switch may be a service switching device and used for switching operating currents or for switching off short-circuit currents in case of failure in electrical circuits. It works with one or more switching contacts, in which an arc is created by opening the contact point in a current-carrying circuit. Particularly large is the current to be disconnected in the event of a short circuit, and then the arc is particularly energetic.
  • the magnetic field surrounding this arc due to the Lorentz force and the respective geometry of the contact point, drives the arc from the open contact point via arc guide rails into a multi-plate chamber, also called a deion chamber.
  • the short-circuit current is limited because an extended arc acts like a resistor in a circuit.
  • the arc is divided into individual small partial arcs, whereby a high counter-voltage, a high anode-cathode voltage, arises and brings the short-circuit current to extinction.
  • the arc During its arc run, the arc repeatedly carries material from housing parts or components of the switching device on its way into the arc extinguishing chamber (deion chamber), thereby contaminating the interior of the service switching device. This has an unfavorable effect on the insulation resistance and on the number of possible short-circuit disconnections or on the short-circuit switching capacity. Whether the arc reaches its intended destination is also dependent on a pressure wave generated by itself and the materials used and some other additional factors. If the arc does not succeed in reaching the deion chamber and remains on the track, it destroys the service switching device due to the ever-increasing energy released. Therefore, high efforts have been made in the development of circuit breakers to improve the short-circuit breaking capacity.
  • circuit breakers in particular circuit breaker, in which insulating slats are inserted between the contact pieces of the contact point at the contact opening from one side or where the contacts slide themselves over an insulated blade to achieve an electrical separation of the contact point.
  • circuit breaker in which insulating slats are inserted between the contact pieces of the contact point at the contact opening from one side or where the contacts slide themselves over an insulated blade to achieve an electrical separation of the contact point.
  • cover caps are placed over the contact pieces.
  • the arc may initially lengthen over the still open side during insertion or over-squeezing the blade or the cap. As a result, the arc will first increase its energy, which, if present, is very difficult, too slow or impossible to control.
  • the switch on adjustable insulating material which can open the contact point and hold apart the contacts after opening, and which can disperse the contact pieces to open the contact point and thereby narrow a resulting arc and cut.
  • the contact pieces are according to the invention pushed apart from the insulating material itself and then kept apart. This can be done very quickly, the separation process of the contact point can be ultra-fast, in the range of a few microseconds.
  • an arc can form only at a very early stage when the contact pieces are only a few microns apart, but it can not form as much as it would with a contact spacing of a few millimeters, as in conventional electrical switches , As a result, the arc that is created emanates absolutely harmlessly and extinguishes immediately after its formation. Thus, there is no tendency to weld the contact points. Due to the short time of the arc action, the life of the switch and its contact point or contact points is considerably increased. The resources of the switch downstream electrical system part, such as cables, connection terminals and consumers, etc., are better protected and protected in the event of a short circuit, smaller I 2 t or smaller let-through energy. This considerably increases the life of the equipment. The safety of an electrical system equipped with a switch according to the invention is increased in the event of a fault.
  • a switch according to the invention eliminates the arc running, whereby the quality control and assurance in production considerably easier and corresponding additional costs are avoided. Because the influence of, for example, fluctuations in the composition of materials etc. is no longer so great.
  • the adjustable insulating elements form an insulating closure device associated with the contact point, which is formed with a number of overlapping lamellae, wherein in a first closure position, the effective edges of the lamellae the closed circumferential contour of a through hole through which the contact pieces closed contact point make contact, wherein at an outgoing from the first closure position an opposite movement of the slats along a shift line, while the size of the passage opening decreases with increasing displacement until a second closure position is reached, in which the opening completely closed is and the contacts are spatially and electrically separated from each other on opposite sides of the slats.
  • the invention avoids the disadvantages of the prior art.
  • the passage opening which is formed according to the invention by the effective edges of the slats, surrounds the closed contact point on all sides. During the transition from the first to the second closure position, the passage opening is reduced on all sides. This leaves the arc no possibility to length over an approximately open side of an insulating lamella, which is pushed between the contact pieces to length, since there is according to the invention no unilaterally open side.
  • the passage opening is completely closed on all sides for the passage of the contact pieces.
  • the contact pieces are in the second closure position, after the opening operation of the contact point, in two mutually spatially and electrically isolated areas on all sides.
  • the contact system according to the invention can be used wherever operation or fault currents must be switched on or off, with change or DC and at all voltage levels.
  • the insulating closure device may be constructed similar to a diaphragm in a camera, such as an iris diaphragm.
  • An iris diaphragm is a variable aperture diaphragm. The opening can be varied in a way that they regardless of the size is always nearly circular and the center remains constant.
  • An iris diaphragm consists of several lamellae, which can be turned together inwards or outwards by a mechanism. Each lamella is mounted on an axle. All lamellas are connected to a ring via a further axis, so that they move together. The more slats are used, the better the opening remains approximated to the circular shape during the adjustment.
  • the principle of the iris diaphragm is to be modified in such a way that the lamellae overlap in the closed position and consist of an insulating material in order to achieve complete electrical and spatial separation of the contact pieces when the contact point is open.
  • the closure device is formed with two overlapping and in a plane parallel to their broad sides along the shift line in opposite directions slats, wherein a first lamella having a first lamellar passage opening and the second lamella having a second lamellar passage opening in the first closed position, the first and the second lamellar passage opening are superimposed to form the passage opening for the contact pieces, and wherein in the second closure position, no overlapping of the two lamellar passage openings longer exists, thereby completely closing the passage opening for the contact pieces ,
  • an arc starts to form here as well.
  • the arc is according to the invention already in its formation phase because of the further overlapping of the slats shrinking through opening in the space between the contact pieces more and more narrowed or narrowed and then cut off in the sequence.
  • the retraction of the slats in the space between the two contact pieces is done very quickly.
  • extinguishing or cutting off the emerging arc of the arc can be achieved very quickly.
  • an insulating spatial partition between the contact pieces is formed in an advantageous manner, so that a reignition of the arc is prevented.
  • An inventively provided slidable plate is a thin plate of insulating material.
  • the fins are thin and shaped so that effective wedge-shaped edges of the closed peripheral contour of the passage openings of the fins are very close to the two contact pieces. Therefore, the contact point is initially opened by the interposition of the slats only a very small distance on the order of a few micrometers and the slats can very quickly insert from both sides simultaneously to reduce the free space between the contact surfaces more and more until they are completely closed is.
  • a slidable slat can already slide between the two contact pieces, if they have only a very small distance from each other, immediately after the beginning of the opening process and thus very fast, even if the arc is just in the initial stages of its creation.
  • the insulating closure device is formed with two displaceable lamellae, wherein both lamellae are displaceable in opposite directions, the two lamellae can slide simultaneously from two sides into the space between the two contact pieces and thereby the free space between the two contact pieces, in the The arc can arise, shrinking very fast.
  • the reduction speed doubles with respect to an embodiment with only one displaceable lamella.
  • the arc is thereby already narrowed and cut off during its formation of at least two sides. A stretching or lengths of the arc is thus safely avoidable.
  • the lamellae clearly overlap at the end of the movement when the closure formed by the closure device is completely closed, thus ensuring the electrical separation of the contact pieces from each other.
  • each contact piece is pushed back by an adjacent blade in their opposite to the other blade displacement by the wedge-shaped or ramp-shaped edges of the through hole in the opening direction, causing the contacts move away from each other.
  • the two touch electrical contacts no longer and are spatially separated and electrically isolated on all sides after the opening movement by the now overlapping insulating slats. This position is called "open".
  • the invention extends at least a portion of the closed peripheral contour of the passage opening forming effective edges obliquely, in the form of a ramp or bevel, to the direction of displacement of the blade.
  • the passage openings of the slats can be provided in the direction of displacement with ramps or ramps. These prevent blocking the movement process.
  • the ramps cause a faster separation of the contact point, since in each case the front tip part of each ramp can be closer to the actual contact point than without a ramp.
  • a beveling also called Anphasen, the peripheral contour of the through holes in the slats.
  • the closure device is formed with two overlapping lamellae, wherein a first lamella having a first lamellar passage opening and the second lamella having a second lamellar passage opening, wherein a lamella is fixed and the second lamella in a plane parallel to the broad sides of the slats along the displacement line is displaceable, so that thereby takes place an opposite displacement of the two slats relative to each other.
  • the movable contact pieces can be pressed against each other when the contact point is closed by the restoring force of contact pressure springs, such as permanently installed springs.
  • a drive device for adjusting the insulating material may comprise a force storage drive or an electromagnetic drive.
  • the opposing displacement of the slats is then carried out by the drive device, for example by an energy storage device, wherein the drive device is released by a monitoring unit.
  • all-round spatial separation of the contacts means that a resulting arc during an opening operation, in the case of e.g. a short circuit, has no way to continue to electrically connect the contacts over a length.
  • the lamellae form between the contact pieces a continuous insulating wall, which simultaneously during the opening process from all sides simultaneously reduces the opening between the contact pieces until it is finally completely closed, as in a diaphragm of a camera.
  • the lamellae are so wide on all sides that the arc voltage is not sufficient to circumvent them or to cause a rollover.
  • the lamellae can also be inserted laterally displaceably into a housing wall, as a result of which they are guided and at the same time nested and thus also sealed or insulated.
  • insulating material may be incorporated in such gaps, for example in an advantageous embodiment in the form of insulating sealing lips. This ensures that an electrical connection between the contact points does not arise through a gap through the formation of ionized gases.
  • coupling means are provided which the sliding movement of the slats along the sliding line in a Lifting movement of the contact pieces from each other for the electrical and spatial separation of the contacts converts. This is another way to achieve a forced separation of the contact pieces by an additional air gap by these stand in the opposite movement of the slats.
  • the coupling means comprise a ramp-shaped projection on the lamella and one with the respective lamella associated contact piece coupled, one-sided pivotally mounted lever, wherein the ramp-shaped Anformung in the longitudinal displacement of the lamella along the sliding line from the first in the direction of the second closure position towards the lever from the blade away pivoting applied.
  • the coupling of the lever with the lamella can be done so that on the lever also a ramp-shaped Anformung is attached, which has a slope with a similar slope as the slope of the ramp-shaped Anformung on the lamella.
  • Both ramp-shaped projections lie with their slopes to each other, the slopes can slide along each other.
  • the contact pieces can be lifted by the lamellae when the passage opening is closed by an additional ramp function in order to reinforce the galvanic separation.
  • the resulting additional insulating air gap between the slats and the contact pieces creep currents are even better prevented.
  • separation support means are provided which exert on the contacts in the opposite sliding movement of the slats along the displacement line from the first to the second closure position towards the contact pressure force directed against the contact pieces and thus support the separation of the contact pieces.
  • the retraction of the slats between the contacts to their separation is facilitated.
  • the separation support means do not separate the contact pieces themselves. They only reduce the effective contact pressure force with which the contact pieces are pressed against each other, so that it is easier for the slats to push between the contact pieces and actually separate the contact pieces electrically and spatially from one another with their ramps.
  • coupling means which converts the sliding movement of the slats along the slide line in a lifting movement of the contact pieces from each other for the electrical and spatial separation of the contacts, wherein the coupling means additionally perform the function of the separation support means.
  • the coupling means may advantageously be formed as described above.
  • the pivotally mounted lever may at least partially resilient properties in the manner of a spiral spring, the restoring spring force counteracts when pivoting the application of the lever away from the blade of the contact pressure force, whereby the function of the separation support means is met.
  • a further actuator mechanism is provided to support the contact separation.
  • This further actuator mechanism comprises a mechanism, for example a spring, which counteracts the contact pressure of the contact pressure spring and thus reduces the contact pressure force in Kunststofftrenrrung.
  • the slats move in opposite directions and move between the contacts to lift them apart. Since the contact pressure force is reduced by the additional actuator mechanism, it is easier for the lamellae to bring about the separation of the contact pieces against the then only reduced contact pressure force. The force for opposing displacement of the slats towards each other can be assessed lower. Also, the wear of the slats is reduced, since the reduced contact pressure force causes a lower friction of the contact pieces on the slats in the forced separation of the contact pieces by the slats.
  • the formed as a ramp or chamfer part of the effective edges of the slats can be made of conductive resistance material to generate in the initial phase of the contact separation still no arc, but still a limited short-circuit current flow permit.
  • the current flow does not completely break off initially and initially there is no arc. Only when the ramp or chamfer of the slat has completely moved under the contact pieces, the nach Wegende part of the slats changes into an insulating, non-conductive material section.
  • a ramp can actively lift the contact pieces away from the lamella, as already described above, so that the contact pieces have a minimum distance to the lamella and no problems can arise due to leakage currents ,
  • the electrical switch is an installation switching device with an overcurrent and / or short-circuit current release and an actuator mechanism for opening and / or closing the contact point.
  • the switch is a contactor or a main switch or a circuit breaker or the contact point is in a gas-filled capsule comprises or the contact point is in a vacuum chamber comprises.
  • FIGS. 1 and their description serve to better understand the device according to the invention.
  • the figures are schematic representations of an embodiment of the invention. Articles and parts of objects that are substantially the same or similar or function the same or similar are given the same reference numerals.
  • FIGS 1 a to 3b show a first embodiment of a closure device according to the invention 5.
  • the partial figures a show the plan view
  • the partial figures b show the longitudinal section along the section line AB.
  • FIG. 1 a and b show the closure device 5 in the first closed position.
  • FIG. 3 a and b show the closure device in the second closure position.
  • FIG. 2 Figures a and b show the closure device in a transient position during the adjustment from the first closure position.
  • the closure device 5 is formed with two blades 6, 7.
  • Each of the fins 6, 7 is approximately formed as a rectangular thin plate of insulating material.
  • the two slats 6, 7 can slide along a plane parallel to their broad side and in the direction of the displacement line L in this plane along each other and overlap. You are in this plane parallel to their broad sides along the shift line L in opposite directions.
  • the displacement direction is indicated by the arrows P1 and P2.
  • the lamella 6 has an approximately circular lamellar passage opening 9.
  • the lamella 7 has an approximately circular lamellar passage opening 9 '.
  • the two blades 6, 7 are positioned so that the first and the second blade passage opening 9, 9 'are superimposed. Together they form a through opening 9a, which passes through the two slats 6, 7 and through which the two contact pieces 3, 4 can reach through.
  • the circular peripheral contour 61 of the lamellar passage opening 9 in the lamella 6 represents the effective edge 61 of the lamella 6.
  • the circular peripheral contour 71 of the lamellar passage opening 9 'in the lamella 7 represents the effective Edge 71 of the lamella 7.
  • the circular peripheral contour 91 of the through-hole 9a through both lamellae 6, 7 is formed by the effective edges 61 and 71.
  • the contact pieces 3, 4 are shown here schematically as cylindrical fingers with dome-shaped, facing each other ends.
  • Fig. 1a, b the contact point 2 formed from the two contact pieces 3, 4 is closed.
  • the two contacts touch each other.
  • the arrows P3, P4 indicate the effective direction of the contact pressure force, which is exerted by each of a contact pressure spring on each of the two contact pieces 3, 4, for example.
  • each of the two contact pieces 3, 4 is a movable contact piece.
  • Embodiments are also conceivable in which only one of the contact pieces 3, 4 is movable and the other is fixed.
  • the embodiment shown here is characterized in that both slats 6, 7 are displaceable.
  • the lamella 7 tapers towards the effective edge 71, the circular peripheral contour of the passage opening 9 '.
  • the lamella 7 on each of the two sides of the lamella opposite one another has a chamfer 72, 72', which starts a ramp-shaped widening in the longitudinal direction of the lamella 7 from the peripheral contour 71 up to the full thickness of the blade 7 forms.
  • the two chamfers 72, 72 ' have different slopes here. That can, but does not have to be that way.
  • the lamella 6 tapers towards the effective edge 61, the circular peripheral contour of the passage opening 9.
  • the blade 6 on each of the two in the longitudinal direction of the blade opposite sides a chamfer 62, 62 ', a ramp-shaped widening in the longitudinal direction of the blade 6 from the peripheral contour 61 starting up to the full thickness of the lamella 6 forms.
  • the two bevels 62, 62 ' have different slopes here. That can, but does not have to be that way.
  • the blade 7 In the blade 7 is located at the interface to the blade 6 towards an insulating sealing lip 73. In the blade 6 is located at the interface to the blade 7 through an insulating sealing lip 63.
  • the two sealing lips 63, 73 serve a small gap which is formed between the two slats 6, 7 in the sliding plane to seal, so that in the case of a resulting arc no conductive arc gases can pass through this gap from one side to the other side of the slats.
  • FIG. 2a and b Unlike the first closing position after FIG. 1 a and b here are the slats 6, 7 have been moved a bit far in opposite directions, along the sliding plane lying between them and in the direction of the displacement line L.
  • the effective edge 71 of the blade 7 and the effective edge 61 of the blade 6 have each other too moved.
  • the effective area of the through-hole 9a has become smaller.
  • the bevel 72 of the blade 7 has moved under the contact piece 3 and has raised it, as well as the chamfer 62 'of the blade 6 has moved under the contact piece 4 and it has also lifted.
  • the two contact pieces 3, 4 have been separated from each other due to the sliding movement by the two blades 6, 7.
  • the arc has only the space of the through hole 9a available, he is otherwise surrounded by the slats 6, 7 on all sides.
  • the space of the through hole 9a becomes smaller and smaller with increasing counter-displacement of the fins.
  • the slats 6, 7 reach the second closure position after the FIGS. 3a and b ,
  • the lamellar passage opening 9 in the lamella 6 is located far next to the contact piece 4
  • the lamellar passage opening 9 'in the lamella 7 is located far next to the contact piece 3 and also far away from the lamellar passage opening 9 in the lamella 6.
  • Die Slat passage openings 9 and 9 ' have no overlap. In the second closure position, therefore, there is no longer any overlapping of the two lamellar passage openings 9, 9 ', so that the passage opening 9a for the contact pieces 3, 4 is thereby completely closed.
  • the contact pieces 3, 4 are completely electrically and spatially separated.
  • FIGS. 4a, b and 5a, b show an embodiment of the invention, in which coupling means are provided which converts the sliding movement of the slats 6, 7 along the slide line L in a lifting movement of the contact pieces 3, 4 from each other for electrical and spatial separation of the contacts.
  • a forced separation of the contacts in the opposite displacement of the slats 6, 7 is initiated to some extent by the slats 6, 7 itself, not by a separate actuator mechanism and not by the actuator mechanism that drives the slats 6, 7.
  • This is another way to achieve a forced separation of the contact pieces 3, 4 in the opposite displacement of the slats 6, 7.
  • the coupling means comprise a ramp-shaped projection 50, 50 'on the lamella 7, 6 and a lever 51, 51' coupled to the contact piece 3, 4 associated with the respective lamella 7, 6 and pivotably mounted on one side in a pivot axis 52, 52 '.
  • the ramp-shaped projection 50, 50 ' acts on the lever 51, 51' away from the lamella.
  • Fig. 4a, b shows the state in the first closing position
  • Fig. 5a, b shows the state in the second closing position
  • the lever 51, 51 ' has been pivoted by the ramp-shaped Anformung 50, 50'.
  • the coupling of the lever 51, 51 'with the blade 6, 7 is carried out so that on the lever 51, 51' also a ramp-shaped Anformung 53, 53 'is mounted, which has a slope 54, 54' with a slope similar to the slope of ramp-shaped Anformung 50, 50 'on the blade 6, 7 has.
  • Both ramp-shaped projections 50, 53; 50 ', 53' lie with their slopes to each other, the slopes can slide along each other. In a longitudinal displacement of the blade 6, 7 associated with the blade 6, 7 ramp 50, 50 ', along the slope along sliding, upward, away from the blade 6, 7, from.
  • FIGS. 6a, b and 7a, b considered.
  • separation support means 55 are provided, which in the opposite sliding movement of the slats 6, 7 along the shift line L from the first to the second closure position towards the contact pressure P3, P4 opposing force F, F 'on the contact pieces Exercise 3, 4 and thus support the separation of the contact pieces 3, 4.
  • the retraction of the slats 6, 7 between the contact pieces 3, 4 to the separation thereof is facilitated.
  • the separation support means 55 do not separate the contact pieces 3, 4 themselves.
  • the coupling means 51, 51 ' are designed so that they additionally perform the function of separation support means.
  • the pivotally mounted lever 51, 51 ' has at least partially resilient properties in the manner of a spiral spring 55, the restoring spring force F, F' during pivoting due to the action of the lever 51, 51 'away from the blade 6, 7 counteracts the contact pressure force, thus the function of the separation assisting agent is satisfied.
  • the separation support means is here the part of the lever 51, 51 'equipped with a resilient property. It may also be the whole lever 51, 51 'may be formed in the manner of a cantilevered leaf spring.
  • the portion 56, 56 'of the effective edges of the fins 6, 7 made of conductive resistance material is formed so as not to generate an arc in the initial phase of contact separation but still allow a limited short-circuit current flow. Thereby In the initial contact separation, the current flow does not completely break off and initially no arc is produced. Only when the ramp or chamfer 72, 62 'of the lamella 6, 7 has moved completely under the contact pieces 3, 4, the nach Wegende part of the slats changes into an insulating, non-conductive material section.
  • FIG. 12 an embodiment of the invention is shown, in which the lamellae 6, 7 between each two laterally from the housing wall 57, 57 'inwardly projecting webs 58, 59, 58', 59 'are slidably inserted.
  • the creepage distance between the sub-spaces 41, above the fins 6, 7, and 42, below the fins 6, 7, is thereby increased.
  • FIG. 9 shows in a schematic and stylized representation an insight into a known service switching device 1 '. It is a circuit breaker. Such circuit breakers are known in principle. The other functional assemblies and their functional interaction largely correspond to those known in the prior art, see for example the DE 10 2009 006 863 A1 ,
  • Such a service switching device is for example a circuit breaker, a residual current circuit breaker, a motor protection switch or the like.
  • Such service switching devices are set up and are used to leave a current path, which is passed through the device between two terminals, closed during normal operation under nominal conditions, and to interrupt it in the event of a fault, especially in the event of a short circuit.
  • a short-circuit current is present when the current flowing through the current path inside the device suddenly rises to a multiple of the rated current.
  • An installation switching device according to the invention therefore has a Stromüberwachungs- and triggering device to the presence to detect a short-circuit current and to cause a corresponding interruption of the current path by opening the contact point.
  • an installation switching device according to the invention has an actuator mechanism.
  • the actuator mechanism is a mechanical arrangement that can act on the movable contact piece so that the movable contact piece is removed from the fixed or, in the case of two movable contact pieces, from the opposite second movable contact piece and thus the contact point is opened.
  • arrangements such as a mechanical rear derailleur or an impact armature arrangement or the like are subsumed under the term actuator mechanics.
  • a pending short circuit on the impact of the contact point is turned off. This creates an arc.
  • the magnetic field surrounding this arc drives the arc out of the open contact point via arc guide rails provided in an arc extinguishing chamber.
  • This is usually a formed from stacked quenching plates arc splitter stack, also denominated as a multi-plate chamber, also referred to as Deionwait.
  • the arc passes through the multi-plate chamber, then it goes out.
  • the arc is divided into a series of successive partial arcing, it is also said that he is stretched. The result is a so-called anode-cathode case per sheet.
  • the short-circuit current is limited because an arc stretched in this sense, ie many arcs in series, acts as an increased resistance in a circuit.
  • An arc contains a great deal of electrical energy, which, once created and uncontrolled, can be unpredictable and destructive.
  • the arc With each arc run, the arc carries material on its way and soils the inside of the circuit breaker. This has a negative effect on the insulation resistance and on the total number of possible short circuits. Whether the arc reaches its intended destination is also dependent on a pressure wave created by itself, the materials used, and the geometric conditions.
  • the short-circuit breaking capacity of a service switching device, from which the invention proceeds, is dependent on the arc running.
  • the service switching device 1 ' has a housing 11 made of an insulating material.
  • the housing 11 has a front front side 12, on which a switching knob 13 for manual switching of the device protrudes pivotally.
  • On a mounting side 14, the service switching device 1 ' is mounted on mounting rails in an installation distributor, for example on standard profile support rails. For this purpose, usually fastening devices are provided, but not shown here.
  • 16 are access terminals 17, 18 for connecting connecting conductors, not shown here. Inside the service switching device 1 'runs between the two access terminals 17, 18 of the current path, the current flow in the service switching device 1' is monitored and switched.
  • the current path extends from the one access terminal 17 to a thermal release, comprising a bimetallic strip 19, which it flows through and thus directly heated. From the free end of the bimetallic strip 19, a movable strand 20 leads the current path to a pivotally mounted movable contact lever 21, which carries at its free end the movable contact piece 4 of the contact point 2. From the stationary contact piece 3 of the contact point 2, the current path continues via guide rails 25, 26 and via the trip coil of an electromagnetic impact armature assembly 8b to the second access terminal 18.
  • a mechanical derailleur 8a which can cooperate with the bimetallic bimetal 19, the movable contact lever 21 and the bumper armature assembly 8b. This interaction takes place via mechanical active connections, which are - in principle known - mechanical lever arrangements over which forces and movements are transmitted.
  • the active compounds by dashed lines of action lines 28 - 33 are shown schematically and stylized.
  • the switch-on pivotal movement of the switch knob 13 is transmitted along a first operative connection line 28 to the rear derailleur 8a.
  • the derailleur 8a acts along a second operative connection line 29 on the contact lever 21, that it pivots counterclockwise and the contact point 2 closes.
  • the switch-off pivotal movement of the switch knob 13 along the first operative connection line 28 is transmitted to the derailleur 8a such that the latching point of the derailleur 8a unlatches.
  • the contact lever 21 is then released to be pivoted by a return spring (not shown) in a clockwise direction to the opening of the contact point 2.
  • the bimetallic strip 19 deflects to the left, counterclockwise, it acts along a fourth active connection line 31 on the derailleur 8a for unlatching of its Verklinkungsstelle, whereupon along the third operative connection line 30, the contact lever 21 is released to to be pivoted by the return spring (not shown) in the clockwise direction to the opening of the contact point 2.
  • the impact armature system 8b acts directly on the contact lever 21 along a fifth operative connection line 32 in order to strike it quickly, and, on the other hand, along a sixth operative connection line 33
  • the fifth operative connection line 32 is often realized by a so-called striker, which is struck under a caused by the short-circuit current magnetic force against the contact lever 21.
  • FIG. 10 shows the state when the contact point is closed
  • FIG. 11 shows the state when pressed apart by the slats contact pieces.
  • the service switching device 1 according to the invention no longer has an arc splitter stack, including arc guide rails.
  • the contact point 2 is associated with an insulating closure device 5, as shown in the FIGS. 1 to 8 has been shown and described.
  • the impact armature system indicated by the operative connection lines 34, 35, very quickly pushes the lamellas 6, 7 between the contact pieces, pushes them apart and then holds them separated , An arc can form only briefly in the initial stage and is immediately cut off by the slats 6, 7.
  • the contact point can still be operated by hand.
  • the contact point can still be opened at a longer overcurrent.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Installationsschaltgerät (1), das dazu eingerichtet ist, um einen Strompfad zu unterbrechen, mit einer Kontaktstelle (2), die mit einem ersten und einem zweiten, insbesondere einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück (3, 4) gebildet ist, wobei die Kontaktstelle (2) geschlossen ist, wenn sich die Kontaktstücke (3, 4) berühren, und wobei die Kontaktstelle (2) geöffnet ist, wenn sich die Kontaktstücke (3, 4) nicht berühren, wobei das Installationsschaltgerät (1) mit einer Aktormechanik (8a, 8b) ausgebildet ist zum Öffnen und/oder Schließen der Kontaktstelle (2), wobei der Kontaktstelle (2) eine isolierende Verschlussvorrichtung (5) zugeordnet ist, welche mit einer Anzahl von sich überlappenden Lamellen (6, 7) gebildet ist, wobei in einer ersten Verschlussposition die wirksamen Kanten (71, 61) der Lamellen (6, 7) die geschlossene Umfangskontur (91) einer Durchgangsöffnung (9a), durch die hindurch die Kontaktstücke (3, 4) bei geschlossener Kontaktstelle (2) sich berühren, bilden, wobei bei einer von der ersten Verschlussposition ausgehenden Verstellung eine gegenläufige Bewegung der Lamellen (6, 7) entlang einer Verschiebelinie (L) erfolgt, und dabei die Größe der Durchgangsöffnung (9) mit zunehmender Verschiebung abnimmt, bis eine zweite Verschlussposition erreicht ist, in der die Öffnung vollständig geschlossen ist und die Kontaktstücke (3, 4) sich räumlich und elektrisch voneinander getrennt auf entgegengesetzten Seiten der Lamellen (6, 7) befinden.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schalter, der dazu eingerichtet ist, um einen Strompfad zu unterbrechen, mit wenigstens einer Kontaktstelle, die mit einem ersten und einem zweiten, insbesondere einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück gebildet ist, wobei die Kontaktstelle geschlossen ist, wenn sich die Kontaktstücke berühren, und wobei die Kontaktstelle geöffnet ist, wenn sich die Kontaktstücke nicht berühren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Das erste und zweite Kontaktstück kann ein feststehendes und eine bewegliches Kontaktstück sein. Es können auch zwei bewegliche Kontaktstücke sein, welche jedoch durch einen Anschlag in ihrer Beweglichkeit begrenzt sein können.
  • Ein elektrischer Schalter gemäß dem Oberbegriff der vorliegenden Erfindung kann ein Installationsschaltgerät sein und zum Schalten von Betriebsströmen oder zum Abschalten von Kurzschlussströmen im Fehlerfall in elektrischen Stromkreisen eingesetzt werden. Es arbeitet mit einem oder mehreren Schaltkontakten, bei welchen durch das Öffnen der Kontaktstelle in einem stromdurchflossenen Stromkreis ein Lichtbogen entsteht. Besonders groß ist der abzuschaltende Strom im Kurzschlussfall, und dann ist auch der Lichtbogen besonders energiereich. Das Magnetfeld, das diesen Lichtbogen umgibt, treibt aufgrund der Lorentzkraft und der jeweiligen Geometrie der Kontaktstelle den Lichtbogen aus der offenen Kontaktstelle über Lichtbogenleitschienen in eine Mehr-Blechkammer, auch Deionkammer. Während dieses Vorganges wird der Kurzschlussstrom begrenzt, da ein gestreckter Lichtbogen wie ein Widerstand in einem Stromkreis wirkt. Außerdem wird in der Mehr-Blechkammer zwischen jedem Blech der Lichtbogen in einzelne kleine Teillichtbögen aufgeteilt, wodurch eine hohe Gegenspannung, eine hohe Anoden- Kathoden- Spannung, entsteht und den Kurzschlussstrom zum Erlöschen bringt.
  • Was sich wie ein einfacher Vorgang anhört, ist in Wirklichkeit sehr kompliziert, denn ein Lichtbogen beinhaltet eine sehr hohe elektrische Energie, welche, wenn einmal entstanden, unberechenbar und sehr zerstörerisch sein kann. Vor allen Dingen, wenn er mit voller Intensität auf einer Stelle verharrt und auf diese längere Zeit einwirkt. Des Weiteren gilt, dass die Lichtbogenenergie umso höher ist, je länger der Lichtbogen benötigt, um sich aus der Kontaktstelle heraus zu bewegen, und bei einem langsamen Herausbewegen nur noch schwer kontrolliert und bewältigt werden kann.
  • Der Lichtbogen trägt bei seinem Lichtbogenlauf immer wieder Material von Gehäuseteilen oder Komponenten des Schaltgerätes auf seinem Weg in die Lichtbogenlöschkammer (Deionkammer) ab und verschmutzt dabei das Innere des Installationsschaltgerätes. Dies wirkt sich auf die Isolationsfestigkeit und auf die Anzahl der möglichen Kurzschlussausschaltungen beziehungsweise auf das Kurzschlussschaltvermögen ungünstig aus. Ob der Lichtbogen in sein vorbestimmtes Ziel gelangt, ist außerdem von einer durch ihn selbst erzeugten Druckwelle und den verwendeten Materialien und einigen anderen zusätzlichen Faktoren abhängig. Gelingt es dem Lichtbogen nicht, die Deionkammer zu erreichen, und bleibt er auf der Strecke stehen, so zerstört er durch die immer größer werdende freigesetzte Energie das Installationsschaltgerät. Daher werden bis heute hohe Anstrengungen bei der Entwicklung von Leitungsschutzschaltern aufgebracht, um das Kurzschlussschaltvermögen zu verbessern. Dieses hängt direkt vom Lichtbogenlauf ab, welcher aus der Kontaktstelle heraus, hinein in die Deionkammer verläuft. Diese Art der Lichtbogenlöschung benötigt immer eine endliche Zeit. Je länger diese dauert, desto mehr steigt die Belastung für den Schutzschalter und die elektrische Anlage aufgrund einer höheren Durchlassenergie, was sich direkt auf die Lebensdauer auswirkt.
  • Es sind elektrische Schalter, insbesondere Leitungsschutzschalter bekannt, bei denen bei der Kontaktöffnung von einer Seite kommend isolierende Lamellen zwischen die Kontaktstücke der Kontaktstelle eingeschoben werden oder wo sich die Kontakte selbst über eine isolierte Lamelle schieben, um eine elektrische Trennung der Kontaktstelle zu erzielen. Es sind auch Ausführungen bekannt geworden, bei denen während des Öffnungsvorganges der Kontaktstelle isolierende Abdeckkappen über die Kontaktstücke gestülpt werden.
  • Bei den bekannten Ausführungen kann sich der Lichtbogen jedoch zunächst über die noch offene Seite während des Einschiebens oder Überstülpens der Lamelle oder der Abdeckkappe längen. Dadurch wird der Lichtbogen erst einmal seine Energie erhöhen, welche, wenn einmal vorhanden, nur sehr schwierig, zu langsam oder gar nicht mehr kontrolliert bzw. beherrscht werden kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Installationsschaltgerät zu schaffen, bei dem das Entstehen eines Schaltlichtbogens bei der Öffnung der Kontaktstelle weitgehend verhindert und ein im Entstehen begriffener Schaltlichtbogen sehr früh und schnell abgeschnitten wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Installationsschaltgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß weist der Schalter verstellbare Isolierstoffelemente auf, welche die Kontaktstelle öffnen und die Kontaktstücke nach dem Öffnen auseinanderhalten können, und welche zum Öffnen der Kontaktstelle die Kontaktstücke auseinanderdrücken können und dabei einen entstehenden Lichtbogen einengen und abschneiden.
  • Die Kontaktstücke werden erfindungsgemäß von den Isolierstoffelementen selbst auseinandergedrückt und anschließend auseinander gehalten. Das kann sehr schnell geschehen, der Trennvorgang der Kontaktstelle kann ultraschnell, im Bereich einiger Mikrosekunden erfolgen.
  • Dadurch kann sich ein Lichtbogen nur in einem sehr frühen Stadium, wenn die Kontaktstücke nur wenige Mikrometer voneinander entfernt sind, ausbilden, aber er kann sich nicht so stark ausbilden, wie es bei einem Abstand der Kontaktstücke von einigen Millimetern wäre, wie bei herkömmlichen elektrischen Schaltern. Der im Entstehen begriffenen Lichtbogen leibt dadurch absolut unschädlich und verlischt unmittelbar nach seiner Entstehung. Somit besteht keine Neigung zum Verschweißen der Kontaktstellen. Durch die geringe Zeit der Lichtbogeneinwirkung wird die Lebensdauer des Schalters und seiner Kontaktstelle bzw. Kontaktstellen beträchtlich erhöht. Die Betriebsmittel eines dem Schalter nachgeschalteten elektrischen Anlagenteils, z.B. Kabel, Verbindungsklemmstellen und Verbraucher usw., werden bei einem anstehenden Kurzschluss besser geschützt und geschont, kleineres I2t bzw. kleinere Durchlassenergie. Dies erhöht die Lebensdauer der Betriebsmittel beträchtlich. Die Sicherheit einer mit einem erfindungsgemäßen Schalter ausgestatteten elektrischen Anlage wird im Fehlerfall erhöht.
  • In einem erfindungsgemäßen Schalter entfällt der Lichtbogenlauf, wodurch die Qualitätskontrolle und Sicherung in der Produktion erheblich erleichtert und entsprechende zusätzliche Kosten vermieden werden. Denn der Einfluss von z.B. Schwankungen der Materialzusammensetzungen usw. ist nicht mehr so groß.
  • Durch das Entfallen des Lichtbogenlaufs entfallen auch die Verschmutzung der Kontaktbereiche durch Materialabtrag, Ruß und Kohlopartikeln. Dies erhöht die Isolationsfestigkeit nach der Trennung der Kontakte.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die verstellbaren Isolierstoffelemente eine der Kontaktstelle zugeordnete isolierende Verschlussvorrichtung, welche mit einer Anzahl von sich überlappenden Lamellen gebildet ist, wobei in einer ersten Verschlussposition die wirksamen Kanten der Lamellen die geschlossene Umfangskontur einer Durchgangsöffnung, durch die hindurch die Kontaktstücke bei geschlossener Kontaktstelle sich berühren, bilden, wobei bei einer von der ersten Verschlussposition ausgehenden Verstellung eine gegenläufige Bewegung der Lamellen entlang einer Verschiebelinie erfolgt, und dabei die Größe der Durchgangsöffnung mit zunehmender Verschiebung abnimmt, bis eine zweite Verschlussposition erreicht ist, in der die Öffnung vollständig geschlossen ist und die Kontaktstücke sich räumlich und elektrisch voneinander getrennt auf entgegengesetzten Seiten der Lamellen befinden.
  • Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Die Durchgangsöffnung, die erfindungsgemäß durch die wirksamen Kanten der Lamellen gebildet ist, umgibt die geschlossene Kontaktstelle allseitig. Beim Übergang von der ersten in die zweite Verschlussposition wird die Durchgangsöffnung allseitig verkleinert. Dies lässt dem Lichtbogen keine Möglichkeit, sich über eine etwa offene Seite einer isolierenden Lamelle, welche zwischen die Kontaktstücke geschoben wird, zu längen, da es erfindungsgemäß keine einseitig offene Seite gibt. In der zweiten Verschlussposition ist die Durchgangsöffnung allseitig für den Durchgriff der Kontaktstücke komplett verschlossen. Die Kontaktstücke befinden sich in der zweiten Verschlussposition, nach dem Öffnungsvorgang der Kontaktstelle, in zwei voneinander allseitig räumlich und elektrisch isolierten Bereichen.
  • Das erfindungsgemäße Kontaktsystem kann überall dort eingesetzt werden, wo Betriebs- oder Fehlerströme ein oder ausgeschaltet werden müssen, bei Wechsel oder Gleichstrom und auf allen Spannungsebenen.
  • in einer vorteilhaften Ausführungsform kann die erfindungsgemäße isolierende Verschlussvorrichtung ähnlich aufgebaut sein wie eine Blende in einem Fotoapparat, beispielsweise wie eine Irisblende. Eine Irisblende ist eine Blende mit variabler Öffnungsweite. Die Öffnung kann in einer Art und Weise variiert werden, dass sie unabhängig von der Größe immer nahezu kreisförmig ist und der Mittelpunkt konstant bleibt. Eine Irisblende besteht aus mehreren Lamellen, die über eine Mechanik gemeinsam nach innen oder außen gedreht werden können. Jede Lamelle ist auf einer Achse gelagert. Alle Lamellen sind mit einem Ring über jeweils eine weitere Achse verbunden, damit sie sich gemeinsam bewegen. Je mehr Lamellen eingesetzt werden, desto besser bleibt die Öffnung bei der Verstellung an die Kreisform angenähert. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist das Prinzip der Irisblende dahingehend abzuwandeln, dass die Lamellen sich in der geschlossenen Position überlappen und aus einem isolierenden Material bestehen, damit eine vollständige elektrische und räumliche Trennung der Kontaktstücke bei geöffneter Kontaktstelle erreicht ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verschlussvorrichtung mit zwei sich überlappenden und in einer Ebene parallel zu ihren Breitseiten entlang der Verschiebelinie gegenläufig verschieblichen Lamellen gebildet, wobei eine erste Lamelle eine erste Lamellen-Durchgangsöffnung und die zweite Lamelle eine zweite Lamellen-Durchgangsöffnung aufweisen, wobei in der ersten Verschlussposition die erste und die zweite Lamellen-Durchgangsöffnung übereinander liegen zur Bildung der Durchgangsöffnung für die Kontaktstücke, und wobei in der zweiten Verschlussposition keine Überlappung der beiden Lamellen-Durchgangsöffnungen mehr gegeben ist, so dass dadurch die Durchgangsöffnung für die Kontaktstücke vollständig geschlossen ist.
  • Bei beginnendem Öffnen der Kontaktstelle beginnt auch hier, ein Lichtbogen zu entstehen. Dieser kann sich aber nicht ausdehnen und auch nicht ausbreiten, da die isolierende Verschlussvorrichtung mit der Durchgangsöffnung den Lichtbogen allseitig umgibt. Der Lichtbogen wird erfindungsgemäß bereits in seiner Entstehungsphase wegen der beim weiteren Überlappen der Lamellen sich verkleinernden Durchgangsöffnung in dem Raum zwischen den Kontaktstücken immer mehr eingeengt bzw. verengt und in der Folge dann abgeschnitten. Dabei erfolgt das Einfahren der Lamellen in den Raum zwischen den beiden Kontaktstücken sehr schnell. Damit kann auch ein Verlöschen bzw. Abschneiden des im Entstehen begriffenen Lichtbogens des Lichtbogens sehr schnell erreicht werden. Wenn die Lamellen den Raum zwischen den Kontaktstücken ausfüllen, ist dadurch in vorteilhafter Weise eine isolierende räumliche Trennwand zwischen den Kontaktstücken gebildet, so dass ein Rückzünden des Lichtbogens verhindert ist.
  • Eine erfindungsgemäß vorgesehene verschiebliche Lamelle ist ein dünnes Plättchen aus isolierendem Material. Die Lamellen sind dünn und so geformt, dass wirksame keilförmig ausgebildete Kanten der geschlossenen Umfangskontur der Durchgangsöffnungen der Lamellen sich sehr nahe an den beiden Kontaktstücken befinden. daher wird die Kontaktstelle anfangs durch das Dazwischenschieben der Lamellen nur um eine sehr kleine Distanz in der Größenordnung einiger Mikrometer geöffnet und die Lamellen können sich sehr schnell von beiden Seiten gleichzeitig einschieben, um die Freifläche zwischen den Kontaktflächen immer mehr zu verringern, bis diese komplett verschlossen ist. Eine verschiebliche Lamelle kann sich schon zwischen die beiden Kontaktstücke schieben, wenn diese sich erst ein sehr kleines Stück voneinander entfernt haben, unmittelbar nach Beginn des Öffnungsvorganges und damit sehr schnell, wenn auch der Lichtbogen gerade erst im Anfangsstadium seiner Entstehung ist.
  • Wenn gemäß der vorteilhaften Ausführungsform die isolierende Verschlussvorrichtung mit zwei verschieblichen Lamellen gebildet, wobei beide Lamellen gegenläufig zueinander verschieblich sind, können sich die beiden Lamellen von zwei Seiten gleichzeitig in den Raum zwischen den beiden Kontaktstücken schieben und dadurch die Freifläche zwischen den beiden Kontaktstücken, in der der Lichtbogen entstehen kann, sehr schnell verkleinern. Bei zwei verschieblichen Lamellen verdoppelt sich die Verkleinerungsgeschwindigkeit gegenüber einer Ausführungsform mit nur einer verschieblichen Lamelle. Der Lichtbogen wird dadurch schon während seines Entstehens von wenigstens zwei Seiten eingeengt und abgeschnitten. Ein Strecken bzw. Längen des Lichtbogens ist damit sicher vermeidbar.
  • Die Lamellen überlappen am Ende der Bewegung deutlich, wenn der durch die Verschlussvorrichtung gebildete Verschluss vollständig geschlossen ist und sichern so die elektrische Trennung der Kontaktstücke voneinander.
  • Wenn der Schalter ein Installationsschaltgerät mit einem Kurzschlussstromauslöser ist, so wird Im Falle eines Kurzschlusses eine Aktormechanik für die schnelle Verschiebung der Lamellen sorgen. Beim so angestoßenen Öffnungsvorgang wird jedes Kontaktstück von einer anliegenden Lamelle bei deren zu der anderen Lamelle gegenläufigen Verschiebung durch die keilförmig bzw. rampenförmig ausgebildeten Kanten der Durchgangsöffnung in Öffnungsrichtung zurückgedrückt, wodurch sich die Kontaktstücke voneinander weg bewegen. Dadurch berühren sich die beiden elektrischen Kontakte nicht mehr und sind nach der Öffnungsbewegung durch die nun überlappenden isolierenden Lamellen allseitig räumlich getrennt und elektrisch isoliert. Diese Stellung wird als "Geöffnet" bezeichnet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft wenigstens ein Abschnitt der die geschlossene Umfangskontur der Durchgangsöffnung bildenden wirksamen Kanten schräg, in Form einer Rampe oder Anschrägung, zur Verschieberichtung der Lamelle. Beim gegenläufigen Verschieben der Lamellen in den Raum zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktstück drückt der schräg verlaufende Abschnitt der wirksamen Kanten in Form einer Rampe oder Anschrägung das dieser Durchgangsöffnung zugeordnete Kontaktstück von dem jeweils anderen Kontaktstück zur Öffnung der Kontaktstelle weg. Die Lamellen trennen bei dieser Ausführungsform bei ihrer gegenläufigen Verschiebebewegung aufeinander zu die Kontaktstücke aktiv voneinander. Die Kontaktstücke werden durch das Zusammenfahren der Lamellen über die Rampenfunktion der Anschrägung aktiv voneinander entfernt und gleichzeitig räumlich getrennt. Der Lichtbogen wird hierdurch eingeengt und abgeschnitten.
  • Mit anderen Worten, um das Auseinanderdrücken der Kontaktstücke durch die Lamellen zu erleichtern, können die Durchgangsöffnungen der Lamellen in der Verschieberichtung mit Schrägen bzw. Rampen versehen sein. Diese verhindern ein Blockieren des Bewegungsablaufes. Gleichzeitig bewirken die Rampen ein schnelleres Trennen der Kontaktstelle, da sich jeweils das vordere spitze Teil jeder Rampe näher an der eigentlichen Kontaktstelle befinden kann als ohne Rampe. Mit anderen Worten, ein frühzeitiges, schnelles Dazwischenschieben der gegenläufig verschieblichen Lamellen in die Durchgangsöffnung kann durch ein Anschrägen, auch Anphasen genannt, der Umfangskontur der Durchgangslöcher in den Lamellen noch unterstützt und verbessert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verschlussvorrichtung mit zwei sich überlappenden Lamellen gebildet, wobei eine erste Lamelle eine erste Lamellen-Durchgangsöffnung und die zweite Lamelle eine zweite Lamellen-Durchgangsöffnung aufweisen, wobei eine Lamelle fest steht und die zweite Lamelle in einer Ebene parallel zu den Breitseiten der Lamellen entlang der Verschiebelinie verschieblich ist, so dass dadurch eine gegenläufige Verschiebung der beiden Lamellen relativ zueinander erfolgt.
  • Die beweglichen Kontaktstücke können bei geschlossener Kontaktstelle durch die rückstellende Kraft von Kontaktdruckfedern, beispielsweise fest eingebauten Federn, gegeneinander gedrückt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen der Isolierstoffelemente vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung kann einen Kraftspeicher-Antrieb oder einen elektromagnetischen Antrieb umfassen.
  • Die gegenläufige Verschiebung der Lamellen erfolgt dann durch die Antriebsvorrichtung, beispielsweise durch einen Kraftspeicher, Wobei die Antriebsvorrichtung durch eine Überwachungseinheit freigegeben wird.
  • Das Wort allseitige räumliche Trennung der Kontaktstücke bedeutet, dass ein entstandener Lichtbogen während eines Öffnungsvorganges, im Falle z.B. eines Kurzschlusses, keine Möglichkeit hat, über ein Längen die Kontaktstücke weiter elektrisch zu verbinden. Die Lamellen bilden dabei zwischen den Kontaktstücken eine durchgängige isolierende Wand, welche schon während des Öffnungsvorganges von allen Seiten gleichzeitig die Öffnung zwischen den Kontaktstücken kontinuierlich verkleinert, bis diese schließlich komplett verschlossen ist, etwa wie bei einer Blende eines Fotoapparates.
  • Die Lamellen sind allseitig so breit ausgeführt, dass die Lichtbogenspannung nicht ausreicht, diese zu umgehen bzw. einen Überschlag zu verursachen.
  • Die Lamellen können in einer vorteilhaften Ausführungsform auch seitlich in eine Gehäusewand verschieblich eingelassen sein, wodurch diese geführt und gleichzeitig verschachtelt und somit auch geschottet beziehungsweise isoliert verbaut sind.
  • Bedingt durch Toleranzen können enge Spalte zwischen den Lamellen entstehen. Auch diese stellen eine Kriech- und Luftstrecke für einen anstehenden Lichtbogen dar, welche zu vermeiden oder wenigstens zu verlängern ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann in solchen Spalten isolierendes Material eingebracht sein, beispielsweise in einer vorteilhaften Ausführungsform in der Form von isolierenden Dichtlippen. Damit wird erreicht, dass nicht durch einen Spalt hindurch mittels entstehenden ionisierten Gasen eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstellen entsteht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Kopplungsmittel vorgesehen, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen entlang der Schiebelinie in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke umsetzt. Dies Ist eine weitere Möglichkeit, eine zwangsweise Trennung der Kontaktstücke durch eine zusätzliche Luftstrecke zu erreichen, indem diese beim gegenläufigen Verschieben der Lamellen abheben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Kopplungsmittel eine rampenförmige Anformung an der Lamelle und einen mit dem der jeweiligen Lamelle zugeordneten Kontaktstück gekoppelten, einseitig schwenkbar gelagerten Hebel, wobei die rampenförmige Anformung bei der Längsverschiebung der Lamelle längs der Schiebelinie von der ersten in Richtung auf die zweite Verschlussposition hin den Hebel von der Lamelle weg schwenkend beaufschlagt. Dabei kann die Kopplung des Hebels mit der Lamelle so erfolgen, dass an dem Hebel ebenfalls eine rampenförmige Anformung angebracht ist, die eine Schräge mit ähnlicher Steigung wie die Schräge der rampenförmigen Anformung an der Lamelle hat. Beide rampenförmigen Anformungen liegen mit ihren Schrägen aneinander, die Schrägen können aneinander entlang gleiten. Bei einer Längsverschiebung der Lamelle weicht die mit dem Hebel verbundene Rampe, an der Schräge entlang gleitend, nach oben, von der Lamelle weg, aus. Durch die einseitige schwenkbare Lagerung wird die Ausweichbewegung nach oben in eine Schwenkbewegung weg von der Lamelle umgesetzt. Das mit dem Hebel gekoppelte Kontaktstück wird dadurch ebenfalls von der Lamelle weg verschwenkt, und dabei wird es von der Kontaktstelle abgehoben, die Kontaktstelle wird geöffnet, und es entsteht zusätzlich zu den isolierenden Lamellen eine isolierende Luftstrecke.
  • Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform können also durch eine zusätzliche Rampenfunktion die Kontaktstücke bei dem Verschließen der Durchlassöffnung durch die Lamellen angehoben werden, um die galvanische Trennung noch zu verstärken. Durch die dadurch entstehende zusätzliche isolierende Luftstrecke zwischen den Lamellen und den Kontaktstücken werden Kriechströme noch besser verhindert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Trennungsunterstützungsmittel vorhanden, die bei der gegenläufigen Verschiebebewegung der Lamellen entlang der Verschiebelinie von der ersten zu der zweiten Verschlussposition hin eine der Kontaktdruckkraft entgegen gerichtete Kraft auf die Kontaktstücke ausüben und damit die Trennung der Kontaktstücke unterstützen. Das Einfahren der Lamellen zwischen die Kontaktstücke zu deren Trennung wird dadurch erleichtert. Die Trennungsunterstützungsmittel trennen die Kontaktstücke selbst nicht. Sie setzen nur die wirksame Kontaktdruckkraft herab, mit denen die Kontaktstücke gegeneinandergedrückt werden, so dass es den Lamellen dann leichter fällt, zwischen die Kontaktstücke zu drängen und mit ihren Rampen die Kontaktstücke tatsächlich elektrisch und räumlich voneinander zu trennen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Kopplungsmittel vorgesehen, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen entlang der Schiebelinie in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke umsetzt, wobei die Kopplungsmittel zusätzlich die Funktion der Trennungsunterstützungsmittel ausüben. Die Kopplungsmittel können in vorteilhafter Weise so gebildet sein, wie oben beschrieben. Dann kann der schwenkbar gelagerte Hebel zumindest bereichsweise federelastische Eigenschaften in der Art einer Biegefeder haben, deren rückstellende Federkraft beim Verschwenken der Beaufschlagung des Hebels weg von der Lamelle der Kontaktdruckkraft entgegenwirkt, wodurch die Funktion des Trennungsunterstützungsmittels erfüllt ist.
  • Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist gewissermaßen eine weitere Aktormechanik vorgesehen, zur Unterstützung der Kontakttrennung. Diese weitere Aktormechanik umfasst einen Mechanismus, beispielsweise eine Feder, die bei der Kontakttrennung der Kontaktdruckfeder entgegenwirkt und damit bei der Kontakttrenrrung die Kontaktdruckkraft reduziert. Gleichzeitig verschieben sich die Lamellen gegenläufig und fahren zwischen die Kontaktstücke, um diese voneinander anzuheben. Da durch die weitere Aktormechanik die Kontaktdruckkraft reduziert ist, haben es die Lamellen leichter, die Trennung der Kontaktstücke entgegen der dann nur noch reduzierten Kontaktdruckkraft herbeizuführen. Die Kraft zur gegenläufigen Verschiebung der Lamellen aufeinander zu kann niedriger veranlagt werden. Auch wird der Verschleiß der Lamellen herabgesetzt, da die reduzierte Kontaktdruckkraft eine geringere Reibung der Kontaktstücke auf den Lamellen bei der zwangsweisen Trennung der Kontaktstücke durch die Lamellen hervorruft.
  • Zur noch besseren Unterdrückung oder Verhinderung einer Lichtbogenausbildung während des Öffnungsvorganges kann eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zur Ausführung der Lamellen in Betracht kommen. Dabei kann der als Rampe oder Anschrägung ausgebildete Teil der wirksamen Kanten der Lamellen aus leitfähigem Widerstandsmaterial hergestellt werden, um in der Anfangsphase der Kontakttrennung noch keinen Lichtbogen zu erzeugen, sondern noch einen begrenzten Kurzschlussstromfluss zuzulassen. Dadurch reißt der Stromfluss anfänglich noch nicht komplett ab und es entsteht anfänglich noch kein Lichtbogen. Erst wenn die Rampe oder Anschrägung der Lamelle komplett unter die Kontaktstücke gefahren ist, wechselt der nachrückende Teil der Lamellen in einen isolierenden, nicht leitfähigen Materialabschnitt. Da zu diesem Zeitpunkt die Durchgangsöffnung schon überwiegend verschlossen ist, kann sich ein Lichtbogen nur schwer ausbilden und der Kurzschlussstrom wird komplett unterbrochen bzw. abgeschaltet. Die elektrische Belastung der aus Widerstandsmaterial gefertigten Rampen in den Lamellen steigt nicht über deren Belastungsgrenzen, da die Dauer der Energiebelastung durch eine sehr schnelle Bewegung der beiden Lamellen in die zweite Verschlussposition hinein stark begrenzt wird.
  • Um die Luft- und Kriechstrecke in diesem Zusammenhang nochmals zu vergrößern, kann beim weiteren Zusammenschieben der Lamellen eine Rampe die Kontaktstücke aktiv von der Lamelle abheben, wie oben bereits beschrieben, so dass die Kontaktstücke einen Mindestabstand zur Lamelle bekommen und keine Probleme durch Kriechströme entstehen können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der elektrische Schalter ein Installationsschaltgerät mit einem Überstrom- und/oder Kurzschlussstromauslöser und einer Aktormechanik zum Öffnen und/oder Schließen der Kontaktstelle.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schalter ein Schütz oder ein Hauptschalter oder ein Leistungsschalter oder die Kontaktstelle ist in einer gasgefüllten Kapsel umfasst oder die Kontaktstelle ist in einer Vakuumkammer umfasst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Figurenbeschreibung:
  • Figuren und deren Beschreibung dienen dem besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Figuren sind dabei schematische Darstellungen einer Ausführungsform der Erfindung. Gegenstände und Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind oder gleich oder ähnlich funktionieren, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen
    • Fig. 1a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der ersten Verschlussposition, bei geschlossener Kontaktstelle; 2a zeigt die Aufsicht, 2b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 2a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung die erste Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, während der Verstellung aus der ersten Verschlussposition heraus; 1 a zeigt die Aufsicht, 1b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 3a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung die erste Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der zweiten Verschlussposition, bei geöffneter Kontaktstelle; 3a zeigt die Aufsicht, 3b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 4a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der ersten Verschlussposition, bei geschlossener Kontaktstelle; 4a zeigt die Aufsicht, 4b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 5a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung die zweite Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der zweiten Verschlussposition, bei geöffneter Kontaktstelle; 5a zeigt die Aufsicht, 5b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 6a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der ersten Verschlussposition, bei geschlossener Kontaktstelle; 6a zeigt die Aufsicht, 6b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 7a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung die dritte Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der zweiten Verschlussposition, bei geöffneter Kontaktstelle; 7a zeigt die Aufsicht, 7b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 8a, b
    in stilisierter und schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform einer isolierenden Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung, in der ersten Verschlussposition, bei geschlossener Kontaktstelle; 8a zeigt die Aufsicht, 8b zeigt den Längsschnitt AB,
    Fig. 9
    in stilisierter Darstellung eine Ausführungsform eines bekannten Installationsschaltgerätes gemäß dem Stand der Technik, bei geschlossener Kontaktstelle,
    Fig. 10
    in stilisierter Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Installationsschaltgerätes, bei geschlossener Kontaktstelle,
    Fig. 11
    in stilisierter Darstellung die Ausführungsform nach Figur 10, bei geöffneter Kontaktstelle,
    Fig. 12
    in stilisierter und schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung mit Führung der Lamellen in Taschen an der Gehäusewand.
  • Es werden nun die Figuren 1 a bis 3b betrachtet. Diese zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung 5. Die Teilfiguren a zeigen jeweils die Aufsicht, die Teilfiguren b zeigen den Längsschnitt längs der Schnittlinie AB. Figur 1 a und b zeigen die Verschlussvorrichtung 5 in der ersten Verschlussposition. Figur 3 a und b zeigen die Verschlussvorrichtung in der zweiten Verschlussposition. Figur 2 a und b zeigen die Verschlussvorrichtung in einer Übergangsposition, während der Verstellung aus der ersten Verschlussposition heraus.
  • Die Verschlussvorrichtung 5 ist mit zwei Lamellen 6, 7 gebildet. Jede der Lamellen 6, 7 ist in etwa als eine rechteckförmige dünne Platte aus isolierendem Material ausgebildet. Die beiden Lamellen 6, 7 können längs einer Ebene parallel zu ihrer Breitseite und in Richtung der Verschiebelinie L in dieser Ebene aneinander entlang gleiten und überlappen sich. Sie sind in dieser Ebene parallel zu ihren Breitseiten entlang der Verschiebelinie L gegenläufig verschieblich. Die Verschieberichtung ist durch die Pfeile P1 und P2 angegeben. Die Lamelle 6 hat eine in etwa kreisförmige Lamellen-Durchgangsöffnung 9. Die Lamelle 7 hat eine in etwa kreisförmige Lamellen-Durch-gangsöffnung 9'. In der ersten Verschlussposition nach Fig. 1a, b sind die beiden Lamellen 6, 7 so positioniert, dass die erste und die zweite Lamellen-Durchgangsöffnung 9, 9' übereinander liegen. Beide zusammen bilden eine Durchgangsöffnung 9a, die die beiden Lamellen 6, 7 durchgreift und durch die die beiden Kontaktstücke 3, 4 hindurchgreifen können.
  • Die kreisförmige Umfangskontur 61 der Lamellen-Durchgangsöffnung 9 in der Lamelle 6 stellt die wirksame Kante 61 der Lamelle 6 dar. Die kreisförmige Umfangskontur 71 der Lamellen-Durchgangsöffnung 9' in der Lamelle 7 stellt die wirksame Kante 71 der Lamelle 7 dar. Die kreisförmige Umfangskontur 91 der Durchgangsöffnung 9a durch beide Lamellen 6, 7 hindurch ist durch die wirksamen Kanten 61 und 71 gebildet.
  • Die Kontaktstücke 3, 4 sind hier schematisch als zylindrische Finger mit kalottenförmigen, aufeinander zu weisenden Enden dargestellt. In Fig. 1a, b ist die aus den beiden Kontaktstücken 3, 4 gebildete Kontaktstelle 2 geschlossen. Die beiden Kontaktstücke berühren sich. Die Pfeile P3, P4 deuten die Wirkrichtung der Kontaktdruckkraft an, die beispielsweise von jeweils einer Kontaktdruckfeder auf jedes der beiden Kontaktstücke 3, 4 ausgeübt wird. In der hier gezeigten Ausführungsform ist jedes der beiden Kontaktstücke 3, 4 ein bewegliches Kontaktstück. Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen nur eines der Kontaktstücke 3, 4 beweglich und das andere feststehend ausgebildet sind. Ebenso ist die hier gezeigte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, das beide Lamellen 6, 7 verschieblich sind. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen nur eine der beiden Lamellen verschieblich ausgeführt ist, und die andere Lamelle ist feststehend. Doch auch bei der Längsverschiebung nur einer der beiden Lamellen entsteht im Ergebnis eine gegenläufige Bewegung der beiden Lamellen 6, 7, gegeneinander.
  • Die Lamelle 7 läuft zu der wirksamen Kante 71, der kreisförmigen Umfangskontur der Durchgangsöffnung 9', hin spitz zu. Ausgehend von der spitz ausgeformten Umfangskontur 71 der Durchgangsöffnung 9' hat die Lamelle 7 auf jeder der beiden in Längsrichtung der Lamelle sich gegenüber liegenden Seiten eine Anschrägung 72, 72', die eine rampenförmige Aufweitung in Längsrichtung der Lamelle 7 von der Umfangskontur 71 ausgehend bis zu der vollen Dicke der Lamelle 7 hin bildet. Die beiden Anschrägungen 72, 72' haben hier unterschiedliche Steigungen. Das kann, muss aber nicht so sein.
  • Die Lamelle 6 läuft zu der wirksamen Kante 61, der kreisförmigen Umfangskontur der Durchgangsöffnung 9, hin spitz zu. Ausgehend von der spitz ausgeformten Umfangskontur 61 der Durchgangsöffnung 9 hat die Lamelle 6 auf jeder der beiden in Längsrichtung der Lamelle sich gegenüber liegenden Seiten eine Anschrägung 62, 62', die eine rampenförmige Aufweitung in Längsrichtung der Lamelle 6 von der Umfangskontur 61 ausgehend bis zu der vollen Dicke der Lamelle 6 hin bildet. Die beiden Anschrägungen 62, 62' haben hier unterschiedliche Steigungen. Das kann, muss aber nicht so sein.
  • In der Lamelle 7 befindet sich an der Grenzfläche zu der Lamelle 6 hin eine isolierende Dichtlippe 73. In der Lamelle 6 befindet sich an der Grenzfläche zu der Lamelle 7 hin eine isolierende Dichtlippe 63. Die beiden Dichtlippen 63, 73 dienen dazu, einen kleinen Spalt, der zwischen den beiden Lamellen 6, 7 in der Gleitebene entsteht, abzudichten, damit im Falle eines entstandenen Lichtbogens keine leitfähigen Lichtbogengase durch diesen Spalt von der einen Seite zu der anderen Seite der Lamellen durchtreten können.
  • Es werde jetzt die Figur 2a und b betrachtet. Im Unterschied zu der ersten Verschlussposition nach Figur 1 a und b sind hier die Lamellen 6, 7 bereits ein Stück weit gegenläufig zueinander verschoben worden, entlang der zwischen ihnen liegenden Gleitebene und in Richtung der Verschiebelinie L. Die wirksame Kante 71 der Lamelle 7 und die wirksame Kante 61 der Lamelle 6 haben sich aufeinander zu bewegt. Dadurch ist die wirksame Fläche der Durchgangsöffnung 9a kleiner geworden. Und die Anschrägung 72 der Lamelle 7 ist unter das Kontaktstück 3 gefahren und hat es angehoben, ebenso wie die Anschrägung 62' der Lamelle 6 unter das Kontaktstück 4 gefahren ist und es ebenfalls abgehoben hat. Die beiden Kontaktstücke 3, 4 sind aufgrund der Verschiebebewegung durch die beiden Lamellen 6, 7 voneinander getrennt worden. Zwischen den beiden Kontaktstücken 3, 4 ist ein Lichtbogen 40 entstanden. Der Lichtbogen hat nur den Raum der Durchgangsöffnung 9a zu Verfügung, er ist ansonsten von den Lamellen 6, 7 allseitig umschlossen. Der Raum der Durchgangsöffnung 9a wird mit zunehmender gegenläufiger Verschiebung der Lamellen immer kleiner.
  • Schließlich erreichen die Lamellen 6, 7 die zweite Verschlussposition nach den Figuren 3a und b. Hier liegt die Lamellen-Durchgangsöffnung 9 in der Lamelle 6 weit neben dem Kontaktstück 4, und die Lamellen-Durchgangsöffnung 9' in der Lamelle 7 liegt weit neben dem Kontaktstück 3 und auch weit entfernt von der Lamellen-Durchgangsöffnung 9 in der Lamelle 6. Die Lamellen-Durchgangsöffnungen 9 und 9' haben keine Überschneidung mehr. In der zweiten Verschlussposition ist daher keine Überlappung der beiden Lamellen-Durchgangsöffnungen 9, 9' mehr gegeben, so dass dadurch die Durchgangsöffnung 9a für die Kontaktstücke 3, 4 vollständig geschlossen ist. Die Kontaktstücke 3, 4 sind vollständig elektrisch und räumlich voneinander getrennt. Sie befinden sich in unterschiedlichen Teilräumen 41, 42, je zu beiden Seiten der isolierenden Lamellen 6, 7. Der Weg von dem Kontaktstück 4 zu jeder der beiden Durchgangsöffnungen in den Lamellen, also die Kriechstrecke zwischen den Kontaktstücken 3, 4, ist weit genug, um eine elektrische Isolierung der beiden Kontaktstücke 3, 4 sicher zu gewährleisten. Ein bei der Kontaktöffnung entstandener Lichtbogen wird hierdurch bereits kurz nach Beginn seiner Entstehung eingeengt und abgeschnitten.
  • Es werden jetzt die Figuren 4a, b und 5a, b betrachtet. Diese zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der Kopplungsmittel vorgesehen sind, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen 6, 7 entlang der Schiebelinie L in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke 3, 4 voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke umsetzt. Dadurch wird eine zwangsweise Trennung der Kontaktstücke beim gegenläufigen Verschieben der Lamellen 6, 7 gewissermaßen durch die Lamellen 6, 7 selbst initiiert, nicht durch eine getrennte Aktormechanik und auch nicht durch die Aktormechanik, die die Lamellen 6, 7 antreibt. Dies ist eine weitere Möglichkeit, eine zwangsweise Trennung der Kontaktstücke 3, 4 beim gegenläufigen Verschieben der Lamellen 6, 7 zu erreichen.
  • Die Kopplungsmittel umfassen eine rampenförmige Anformung 50, 50'an der Lamelle 7, 6 und einen mit dem der jeweiligen Lamelle 7, 6 zugeordneten Kontaktstück 3, 4 gekoppelten, einseitig in einer Schwenkachse 52, 52' schwenkbar gelagerten Hebel 51, 51'. Bei der Längsverschiebung der Lamelle 6, 7 längs der Schiebelinie L auf die zweite Verschlussposition hin beaufschlagt die rampenförmige Anformung 50, 50' den Hebel 51, 51' von der Lamelle weg schenkend.
  • Fig. 4a, b zeigt den Zustand in der ersten Verschlussposition, Fig. 5a, b zeigt den Zustand in der zweiten Verschlussposition, der Hebel 51, 51' ist durch die rampenförmige Anformung 50, 50' verschwenkt worden.
  • Die Kopplung des Hebels 51, 51' mit der Lamelle 6, 7 erfolgt so, dass an dem Hebel 51, 51' ebenfalls eine rampenförmige Anformung 53, 53' angebracht ist, die eine Schräge 54, 54' mit ähnlicher Steigung wie die Schräge der rampenförmigen Anformung 50, 50' an der Lamelle 6, 7 hat. Beide rampenförmigen Anformungen 50, 53; 50', 53' liegen mit ihren Schrägen aneinander, die Schrägen können aneinander entlang gleiten. Bei einer Längsverschiebung der Lamelle 6, 7 weicht die mit der Lamelle 6, 7 verbundene Rampe 50, 50', an der Schräge entlang gleitend, nach oben, von der Lamelle 6, 7 weg, aus. Durch die einseitige schwenkbare Lagerung an der Schwenkachse 52, 52' wird die Ausweichbewegung nach oben in eine Schwenkbewegung weg von der Lamelle 6, 7 umgesetzt. Das mit dem Hebel 51, 51' gekoppelte Kontaktstück 3, 4 wird dadurch ebenfalls von der Lamelle 6, 7 weg verschwenkt, und dabei wird es von der Kontaktstelle 2 abgehoben, die Kontaktstelle 2 wird geöffnet.
  • Es werden nun die Figuren 6a, b und 7a, b betrachtet. In der dort gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind Trennungsunterstützungsmittel 55 vorhanden, die bei der gegenläufigen Verschiebebewegung der Lamellen 6, 7 entlang der Verschiebelinie L von der ersten zu der zweiten Verschlussposition hin eine der Kontaktdruckkraft P3, P4 entgegen gerichtete Kraft F, F' auf die Kontaktstücke 3, 4 ausüben und damit die Trennung der Kontaktstücke 3, 4 unterstützen. Das Einfahren der Lamellen 6, 7 zwischen die Kontaktstücke 3, 4 zu deren Trennung wird dadurch erleichtert. Die Trennungsunterstützungsmittel 55 trennen die Kontaktstücke 3, 4 selbst nicht Sie setzen nur die wirksame Kontaktdruckkraft herab, mit denen die Kontaktstücke 3, 4 gegeneinandergedrückt werden, so dass es den Lamellen 6, 7 dann leichter fällt, zwischen die Kontaktstücke 3, 4 zu drängen und mit ihren Anschrägungen 72, 62' die Kontaktstücke 3, 4 tatsächlich elektrisch und räumlich voneinander zu trennen.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, bei der Kopplungsmittel vorgesehen sind, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen 6, 7 entlang der Schiebelinie L in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke 3, 4 voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke 3, 4 umsetzt, sind die Kopplungsmittel 51, 51' so ausgebildet, dass sie zusätzlich die Funktion der Trennungsunterstützungsmittel ausüben. Der schwenkbar gelagerte Hebel 51, 51' hat zumindest bereichsweise federelastische Eigenschaften in der Art einer Biegefeder 55, deren rückstellende Federkraft F, F' beim Verschwenken aufgrund der Beaufschlagung des Hebels 51, 51' weg von der Lamelle 6, 7 der Kontaktdruckkraft entgegenwirkt, wodurch die Funktion des Trennungsunterstützungsmittels erfüllt ist. Das Trennungsunterstützungsmittel ist hier der mit federelastischer Eigenschaft ausgestatte Teilbereich des Hebels 51, 51'. Es kann auch der ganze Hebel 51, 51' in der Art einer einseitig eingespannten Blattfeder ausgebildet sein.
  • Es werde nun die Figur 8a, b betrachtet. In der hier gezeigten Ausführungsform ist zur Unterdrückung oder Verhinderung einer Lichtbogenausbildung während des Öffnungsvorganges der als Rampe oder Anschrägung ausgebildete Teil 56, 56' der wirksamen Kanten der Lamellen 6, 7 aus leitfähigem Widerstandsmaterial hergestellt, um in der Anfangsphase der Kontakttrennung noch keinen Lichtbogen zu erzeugen, sondern noch einen begrenzten Kurzschlussstromfluss zuzulassen. Dadurch reißt bei der Kontakttrennung anfänglich der Stromfluss nicht komplett ab und es entsteht anfänglich noch kein Lichtbogen. Erst wenn die Rampe oder Anschrägung 72, 62' der Lamelle 6, 7 komplett unter die Kontaktstücke 3, 4 gefahren ist, wechselt der nachrückende Teil der Lamellen in einen isolierenden, nicht leitfähigen Materialabschnitt. Da zu diesem Zeitpunkt die Durchgangsöffnung schon überwiegend verschlossen ist, kann sich ein Lichtbogen nur schwer ausbilden und der Kurzschlussstrom wird komplett unterbrochen bzw. abgeschaltet. Die elektrische Belastung der aus Widerstandsmaterial gefertigten Rampen in den Lamellen steigt nicht über deren Belastungsgrenzen, da die Dauer der Energiebelastung durch eine sehr schnelle Bewegung der beiden Lamellen in die zweite Verschlussposition hinein stark begrenzt wird.
  • Es werde nun die Figur 12 betrachtet. Hier ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Lamellen 6, 7 zwischen jeweils zwei seitlich von der Gehäusewand 57, 57' nach innen vorspringenden Stegen 58, 59, 58', 59' verschieblich eingelassen sind. Dadurch sind die Lamellen 6, 7, geführt und gleichzeitig verschachtelt und somit auch elektrisch gegeneinander besser abgeschottet. Die Luft- und Kriechstrecke zwischen denTeilräumen 41, oberhalb der Lamellen 6, 7, und 42, unterhalb der Lamellen 6, 7, ist dadurch vergrößert.
  • Es werden nun die Figuren 9 bis 11 betrachtet. Die Figur 9 zeigt in schematischer und stilisierter Darstellung eine Einsicht in ein bekanntes Installationsschaltgerät 1'. Es handelt sich hierbei um einen Leitungsschutzschalter. Solche Leitungsschutzschalter sind im Prinzip bekannt. Die anderen Funktionsbaugruppen und deren funktionales Zusammenwirken entsprechen weitgehend den im Stand der Technik bekannten, siehe hierzu beispielsweise die DE 10 2009 006 863 A1 .
  • Ein solches Installationsschaltgerät ist beispielsweise ein Leitungsschutzschalter, ein Fehlerstromschutzschalter, ein Motorschutzschalter oder dergleichen. Solche Installationsschaltgeräte sind dazu eingerichtet und werden dazu verwendet, um einen Strompfad, der zwischen zwei Anschlussklemmen durch das Gerät geführt wird, bei normalem Betrieb unter Nennbedingungen geschlossen zu lassen, und ihn im Fehlerfall, insbesondere bei Kurzschluss, zu unterbrechen. Ein Kurzschlussstrom liegt vor, wenn der durch den Strompfad im Inneren des Gerätes fließende Strom plötzlich auf ein Vielfaches des Nennstroms ansteigt. Ein Installationsschaltgerät im Sinne der Erfindung hat daher eine Stromüberwachungs- und Auslösevorrichtung, um das Vorliegen eines Kurzschlussstroms zu erkennen und entsprechend eine Unterbrechung des Strompfades durch Öffnen der Kontaktstelle zu veranlassen. Dazu hat ein Installationsschaltgerät im Sinne der Erfindung eine Aktormechanik. Die Aktormechanik ist eine mechanische Anordnung, die auf das bewegliche Kontaktstück so einwirken kann, dass das bewegliche Kontaktstück sich von dem feststehenden oder, im Falle zweier beweglicher Kontaktstücke, von dem gegenüberliegenden zweiten beweglichen Kontaktstück entfernt und damit die Kontaktstelle geöffnet wird. Unter dem Begriff der Aktormechanik sind dabei Anordnungen wie ein mechanisches Schaltwerk oder eine Schlagankeranordnung oder ähnliches subsummiert.
  • Wenn im Falle eines Kurzschlussstromes die Kontaktstelle geöffnet wird, so entsteht dabei zwischen den beiden sich voneinander entfernenden Kontaktstücken ein Schaltlichtbogen.
  • Bei einem heute bekannten Leitungsschutzschalter wird ein anstehender Kurzschluss über das Aufschlagen der Kontaktstelle ausgeschaltet. Dabei entsteht ein Lichtbogen. Das Magnetfeld, das diesen Lichtbogen umgibt, treibt den Lichtbogen aus der offenen Kontaktstelle über dazu vorhandene Lichtbogenleitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer. In dieser befindet sich meistens ein aus übereinandergestapelten Löschblechen gebildetes Lichtbogenlöschblechpaket, auch bezeichenbar als Mehrblechkammer, auch als Deionkammer bezeichnet. Der Lichtbogen durchwandert die Mehrblechkammer, danach erlischt er. In der Mehrblechkammer wird der Lichtbogen in eine Serie von hintereinander geschalteten Teil-Lichtbögen aufgeteilt, man sagt auch, er werde gestreckt. Es entsteht ein sogenannter Anoden - Kathoden - Fall pro Blech. Während dieses Vorgangs wird der Kurzschlussstrom begrenzt, da ein in diesem Sinn gestreckter Lichtbogen, also viele Lichtbögen in Reihe, wie ein erhöhter Widerstand in einem Stromkreis wirkt.
  • Ein Lichtbogen birgt eine große elektrische Energie in sich, welche, wenn einmal entstanden und nicht kontrolliert, unberechenbar und zerstörerisch sein kann.
  • Bei jedem Lichtbogenlauf trägt der Lichtbogen Material auf seinem Weg ab und verschmutzt das Innere des Leitungsschutzschalters. Dies wirkt sich auf die Isolationsfestigkeit und auf die Gesamtzahl der möglichen Kurzschlussschaltungen negativ aus. Ob der Lichtbogen in sein vorbestimmtes Ziel gelangt, ist außerdem von einer durch ihn selbst erzeugten Druckwelle, den verwendeten Materialien und den geometrischen Verhältnissen abhängig.
  • Wenn es nicht gelingt, den Lichtbogen schnell genug zum Verlöschen zu bringen, so kann er stehen bleiben und das Installationsschaltgerät zerstören.
  • Das Kurzschlussschaltvermögen eines Installationsschaltgerätes, von dem die Erfindung ausgeht, ist vom Lichtbogenlauf abhängig. Je besser der Lichtbogenverlauf kontrolliert bzw. vorgegeben ist und je schneller der Lichtbogen zum Verlöschen gebracht werden kann, desto höher ist das Kurzschlussschaltvermögen.
  • Als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zwar von einem solchen Leitungsschutzschalter ausgegangen. Der Anwendungsbereich der Erfindung ist allerdings nicht darauf beschränkt. Die Kontaktstellenumgebung kann abweichend von der in dem Leitungsschutzschalter angedeuteten Art und Weise ausgeführt sein. Der Fachmann kennt die denkbaren Möglichkeiten und wird sie je nach Anwendungsfall einsetzen. Beispielsweise lässt sich die Erfindung auch anwenden bei Schaltgeräten mit einer doppelten Kontaktstelle, beispielsweise mit einer Kontaktbrücke, wie sie insbesondere bei Leistungsschaltern oder Motorschutzschaltern Verwendung findet.
  • Das Installationsschaltgerät 1' hat ein Gehäuse 11 aus einem Isolierstoff. Das Gehäuse 11 hat eine vordere Frontseite 12, an der ein Schaltknebel 13 zum manuellen Schalten des Gerätes schwenkbar herausragt. An einer Befestigungsseite 14 wird das Installationsschaltgerät 1' auf Tragschienen in einem Installationsverteiler befestigt, beispielsweise auf Normprofiltragschienen. Dazu sind üblicherweise Befestigungsvorrichtungen vorgesehen, hier aber nicht dargestellt.
  • An den Schmalseiten 15, 16 befinden sich Zugangsklemmen 17, 18 zum Anschließen von Anschlussleitern, hier nicht dargestellt. Im Inneren des Installationsschaltgerätes 1' verläuft zwischen den beiden Zugangsklemmen 17, 18 der Strompfad, dessen Stromfluss in dem Installationsschaltgerät 1' überwacht und geschaltet wird.
  • Der Strompfad verläuft von der einen Zugangsklemme 17 zu einem thermischen Auslöser, umfassend ein Thermobimetall 19, welches er durchfließt und damit direkt beheizt. Von dem freien Ende des Thermobimetalls 19 führt eine bewegliche Litze 20 den Strompfad zu einem schwenkbar gelagerten beweglichen Kontakthebel 21, der an seinem freien Ende das bewegliche Kontaktstück 4 der Kontaktstelle 2 trägt. Von dem feststehenden Kontaktstück 3 der Kontaktstelle 2 verläuft der Strompfad weiter über Leitschienen 25, 26 und über die Auslösespule einer elektromagnetischen Schlagankerbaugruppe 8b zu der zweiten Zugangsklemme 18.
  • Wenn die Kontaktstelle 2 bei einem Kurzschlussstrom im Strompfad geöffnet wird, so entsteht zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktstück 3, 4 ein Lichtbogen. Dieser kommutiert auf Lichtbogenleitschienen 25, 26, welche ihn zu einem Lichtbogenlöschblechpaket 27 führen. Dort wird er in eine Reihe von Teil-Lichtbögen aufgeteilt und zum Verlöschen gebracht.
  • In dem Gerät befindet sich außerdem ein mechanisches Schaltwerk 8a, das mit dem Thermobimetall 19, dem beweglichen Kontakthebel 21 und der Schlagankerbaugruppe 8b zusammenwirken kann. Dieses Zusammenwirken erfolgt über mechanische Wirkverbindungen, das sind - im Prinzip bekannte - mechanische Hebelanordnungen, über die jeweils Kräfte und Bewegungen übertragen werden. In den Figuren sind die Wirkverbindungen durch gestrichelte Wirkverbindungslinien 28 - 33 schematisch und stilisiert dargestellt.
  • Wenn das Gerät von Hand eingeschaltet wird, so wird die Einschalt-Schwenkbewegung des Schaltknebels 13 entlang einer ersten Wirkverbindungslinie 28 auf das Schaltwerk 8a übertragen. Wenn die Verklinkungsstelle des Schaltwerks 8a verklinkt ist, wirkt das Schaltwerk 8a dann entlang einer zweiten Wirkverbindungslinie 29 so auf den Kontakthebel 21 ein, dass dieser sich entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt und die Kontaktstelle 2 schließt. Wenn das Gerät von Hand ausgeschaltet wird, so wird die Ausschalt-Schwenkbewegung des Schaltknebels 13 entlang der ersten Wirkverbindungslinie 28 so auf das Schaltwerk 8a übertragen, dass die Verklinkungsstelle des Schaltwerk 8a entklinkt. Entlang einer dritten Wirkverbindungslinie 30 wird der Kontakthebel 21 dann freigegeben, um von einer Rückstellfeder (nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn zur Öffnung der Kontaktstelle 2 verschwenkt zu werden.
  • Wenn im Falle eines Überstromes das Thermobimetall 19 sich nach links, entgegen dem Uhrzeigersinn, ausbiegt, so wirkt es entlang einer vierten Wirkverbindungslinie 31 auf das Schaltwerk 8a zur Entklinkung von dessen Verklinkungsstelle, woraufhin dann entlang der dritten Wirkverbindungslinie 30 der Kontakthebel 21 freigegeben wird, um von der Rückstellfeder (nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn zur Öffnung der Kontaktstelle 2 verschwenkt zu werden.
  • Im Falle eines Kurzschlussstromes wirkt das Schlaganker-System 8b einerseits entlang einer fünften Wirkverbindungslinie 32 direkt auf den Kontakthebel 21, um diesen schnell auf zu schlagen, andererseits entlang einer sechsten Wirkverbindungslinie 33 auf das Schaltwerk 8a zur Entklinkung von dessen Verklinkungsstelle und damit der dauerhaften Offenhaltung der Kontaktstelle 2. Die fünfte Wirkverbindungslinie 32 ist dabei oft durch einen sogenannte Schlagstift realisiert, der unter einer von dem Kurzschlussstrom hervorgerufenen Magnetkraft gegen den Kontakthebel 21 geschlagen wird.
  • Die Figuren 10 und 11 zeigen mit der Bezugsziffer 1 die erfindungsgemäße Weiterentwicklung des in Fig. 9 beschriebenen Installationsschaltgerätes 1'. Figur 10zeigt den Zustand bei geschlossener Kontaktstelle, Figur 11 zeigt den Zustand bei durch die Lamellen auseinandergedrückten Kontaktstücken. Das erfindungsgemäße Installationsschaltgerät 1 hat kein Lichtbogenlöschblechpaket mehr, auch keine Lichtbogenleitschienen. Der Kontaktstelle 2 ist eine isolierende Verschlussvorrichtung 5 zugeordnet, wie sie in den Figuren 1 bis 8 dargestellt und beschrieben wurde.
  • Das Schlagankersystem 8b bildet hier die Antriebsvorrichtung für die Lamellen 6, 7 der Verschlussvorrichtung 5. Im Kurzschlussfall schiebt das Schlagankersystem, angedeutet durch die Wirkverbindungslinien 34, 35, sehr schnell die Lamellen 6, 7 zwischen die Kontaktstücke, drückt sie auseinander und hält sie anschließend getrennt. Ein Lichtbogen kann sich nur im Anfangsstadium kurzzeitig ausbilden und wird sofort von den Lamellen 6, 7 abgeschnitten.
  • Über den Schaltgriff 13 und das Schaltwerk 8a kann die Kontaktstelle weiterhin von Hand betätigt werden.
  • Über das Thermobimetall 19 in Verbindung mit dem Schaltwerk 8a kann die Kontaktstelle nach wie vor bei einem länger anstehenden Überstrom geöffnet werden.
  • Wegen der den Lichtbogen in der Entstehungsphase abschneidenden Wirkung der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung kann diese auch als eine Lichtbogenschere bezeichnet werden.
  • Es versteht sich, dass die Darstellung der Verwendung einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung in den Figuren 10 und 11 nur exemplarisch gemeint ist und keinesfalls beschränkend. Das erfindungsgemäße Prinzip der Lichtbogenschere kann bei allen Spannungsarten, Spannungshöhen, Frequenzarten, Frequenzhöhen, Stromarten und Stromhöhen eingesetzt werden. Dazu kann es erforderlich sein, die Baugröße, Bauform, Auslösemechanismen, Antriebe, Luft und Kriechstrecken usw. konstruktiv anzupassen.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer isolierenden Verschlussvorrichtung an der Kontaktstelle bzw. an den Kontaktstellen ergeben sich insgesamt unter anderem folgende Vorteile:
    • ein sehr schneller Abschaltvorgang und infolge dessen eine sehr niedrige Durchlassenergie und ein niedriger Durchlassstrom,
    • aufgrund der Schnelligkeit der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung gutes Schaltvermögen auch von Kurzschlussströmen mit sehr steilem Stromanstieg, wie es z. B. bei der.Speisung aus einer Gruppe von Batterien für z.B. Rechenzentren der Fall ist, im Betriebs- oder Fehlerfall,
    • gutes Schaltvermögen aller Stromarken wie z.B. Gleich- oder Wechselströme im Betriebs- oder Fehlerfall,
    • gutes Schaltvermögen aller Spannungsebenen wie z.B. Klein-, Nieder-, Mittel-Hochspannung im Betriebs- oder Fehlerfall,
    • höhere Kontaktiebensdauer durch weniger Verschleiß aufgrund der niedrigen Durchlassenergie und des niedrigen Durchlassstroms,
    • Entlastung des ganzen Gerätes aufgrund geringerer Wärmeentwicklung, geringeren Druckes und geringerer Verschmutzung aufgrund der niedrigen Durchlassenergie und des niedrigen Durchlassstroms,
    • Entlastung der gesamten nachgeschalteten elektrischen Anlage aufgrund geringerer Durchlassenergie, also eine höhere Energiebegrenzung,
    • selektives Verhalten gegenüber vorgeschalteten Schutzschaltern (z.B. Schmelzsicherungen, Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter,etc.) kann erzielt werden, da diese viel träger sind,
    • selektives Verhalten zu nachgeschalteten Schutzschaltern, indem ein zusätzlicher Nebenstrompfad parallel zum Hauptstrompfad installiert wird, welcher bei Öffnung bzw. Trennung des Hauptstrompfades noch eine vorbestimmt gesteuerte Zeit einen begrenzten Fehlerstrom aufrechterhält, um den nachgeschalteten Schutzorganen vorrangig das Auslösen zu ermöglichen,
    • mehr Eigensicherheit für das Gerät selbst und alle nachgeschalteten elektrischen Komponenten, da die vielen Einflüsse, die sich aus dem Lichtbogenlauf ergeben, weniger ins Gewicht fallen,
    • Produktionserleichterung durch den Wegfall vieler Einflüsse, die einen Lichtbogenlauf behindern,
    • Geringe Verlustleistung der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung, durch Unterbindung von Kohlenstoffablagerung auf den Kontaktstücken 3, 4 im Bereich der Kontaktstelle 2, durch den selbstreinigenden Effekt der Reibwirkung der Rampen 72, 62' der Lamellen 6, 7 welche die Kontaktstücke 3, 4 beim Schließ- und Öffnungsvorgang berühren.
    Bezugszeichenliste
    • 1
    Installationsschaltgerät
    1'
    Installationsschaltgerät
    2
    Kontaktstelle
    3
    erstes Kontaktstück
    4
    zweites Kontaktstück
    5
    isolierende Verschlussvorrichtung
    6
    Lamelle
    7
    Lamelle
    8a
    Aktormechanik, Schaltwerk
    8b
    Aktormechanik, Schlaganker
    9
    Lamellen-Durchgangsöffnung
    9'
    Lamellen-Durchgangsöffnung
    9a
    Durchgangsöffnung
    11
    Gehäuse
    12
    vordere Frontseite
    13
    Schaltknebel
    14
    Befestigungsseite
    15
    Schmalseite
    16
    Schmalseite
    17
    Zugangsklemme
    18
    Zugangsklemme
    19
    Thermabimetall
    20
    Litze
    21
    beweglicher Kontakthebel
    25
    Lichtbogen-Leitschiene
    26
    Lichtbogen-Leitschiene
    27
    Lichtbogen-Löschblechpaket
    28
    erste Wirkverbindungslinie
    29
    zweite Wirkverbindungslinie
    30
    dritte Wirkverbindungslinie
    31
    vierte Wirkverbindungslinie
    32
    fünfte Wirkverbindungslinie
    33
    sechste Wirkverbindungslinie
    34
    siebte Wirkverbindungslinie
    35
    achte Wirkverbindungslinie
    40
    Lichtbogen
    41
    Teilraum
    42
    Teilraum
    50
    rampenförmige Anformung
    50'
    rampenförmige Anformung
    51
    schwenkbar gelagerter Hebel
    51'
    schwenkbar gelagerter Hebel
    52
    Schwenkachse
    52'
    Schwenkachse
    53
    rampenförmige Anformung
    53'
    rampenförmige Anformung
    54
    Schräge
    54'
    Schräge
    55
    Trennungsunterstützungsmittel, Biegefeder
    55'
    Trennungsunterstützungsmittel
    56
    Tell aus leitfähigem Widerstandsmaterial
    56'
    Teil aus leitfähigem Widerstandsmaterial
    57
    Gehäusewand
    57'
    Gehäusewand
    58
    Steg
    58'
    Steg
    59
    Steg
    59'
    Steg
    61
    wirksame Kante der Lamelle 6
    62
    Anschrägung
    62'
    Anschrägung
    63
    Dichtlippe
    71
    wirksame Kante der Lamelle 7
    72
    Anschrägung
    72'
    Anschrägung
    73
    Dichtlippe
    91
    Umfangskontur der Durchgangsöffnung
    L
    Verschiebelinie
    P1
    Pfeil
    P2
    Pfeil
    P3
    Pfeil, Kontaktdruckkraft
    P4
    Pfeil, Kontaktdruckkraft
    F
    rückstellende Kraft
    F'
    rückstellende Kraft

Claims (15)

  1. Elektrischer Schalter (1), der dazu eingerichtet ist, um einen Strompfad zu unterbrechen, mit wenigstens einer Kontaktstelle (2), die mit einem ersten und einem zweiten, insbesondere einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück (3, 4) gebildet ist, wobei die Kontaktstelle (2) geschlossen ist, wenn sich die Kontaktstücke (3, 4) berühren, und wobei die Kontaktstelle (2) geöffnet ist, wenn sich die Kontaktstücke (3, 4) nicht berühren, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter verstellbare Isolierstoffelemente aufweist, welche die Kontaktstelle öffnen und die Kontaktstücke nach dem Öffnen auseinanderhalten können, und welche zum Öffnen der Kontaktstelle die Kontaktstücke auseinanderdrücken können und dabei einen entstehenden Lichtbogen einengen und abschneiden.
  2. Elektrischer Schalter (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Isolierstoffelemente eine der Kontaktstelle (2) zugeordnete isolierende Verschlussvorrichtung (5) bilden, welche mit einer Anzahl von sich überlappenden Lamellen (6, 7) gebildet ist, wobei in einer ersten Verschlussposition die wirksamen Kanten (71, 61) der Lamellen (6, 7) die geschlossene Umfangskontur (91) einer Durchgangsöffnung (9a), durch die hindurch die Kontaktstücke (3, 4) bei geschlossener Kontaktstelle (2) sich berühren, bilden, wobei bei einer von der ersten Verschlussposition ausgehenden Verstellung eine gegenläufige Bewegung der Lamellen (6, 7) entlang einer Verschiebelinie (L) erfolgt, und dabei die Größe der Durchgangsöffnung (9) mit zunehmender Verschiebung abnimmt und die Lamellen (6, 7) die Kontaktstücke auseinanderdrücken und dabei einen entstehenden Lichtbogen einengen und abschneiden, bis eine zweite Verschlussposition erreicht ist, in der die Kontaktstücke von den Lamellen (6, 7) auseinandergedrückt sind und die Öffnung vollständig geschlossen ist und die Kontaktstücke (3, 4) sich räumlich und elektrisch voneinander getrennt auf entgegengesetzten Seiten der Lamellen (6, 7) befinden.
  3. Elektrischer Schalter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Verschlussvorrichtung ähnlich aufgebaut ist wie eine Irisblende, umfassend mehrere Lamellen, deren wirksame Kanten eine näherungsweise kreisförmige Umfangskontur der Durchgangsöffnung formen, und die über eine Verstellmechanik gemeinsam aufeinander zu oder voneinander weg drehbar sind, wobei die Durchgangsöffnung unabhängig von der Größe nahezu kreisförmig und ihr Mittelpunkt ortsfest bleibt, wobei die Lamellen aus einem isolierenden Material bestehen und sich in der zweiten Verschlussposition überlappen, wodurch die Durchgangsöffnung in der zweiten Verschlussposition vollständig geschlossen und damit eine vollständige elektrische und räumliche Trennung der Kontaktstücke bei geöffneter Kontaktstelle erreicht ist.
  4. Elektrischer Schalter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung mit zwei sich überlappenden und in einer Ebene parallel zu ihren Breitseiten entlang der Verschiebelinie (L) gegenläufig verschieblichen Lamellen (6, 7) gebildet ist, wobei eine erste Lamelle (6) eine erste Lamellen-Durchgangsöffnung (9) und die zweite Lamelle (7) eine zweite Lamellen-Durchgangsöffnung (9') aufweisen, wobei in der ersten Verschlussposition die erste und die zweite Lamellen-Durchgangsöffnung (9, 9') übereinander liegen zur Bildung der Durchgangsöffnung (9a) für die Kontaktstücke, und wobei in der zweiten Verschlussposition keine Überlappung der beiden Lamellen-Durchgangsöffnungen (9, 9') mehr gegeben ist, so dass dadurch die Durchgangsöffnung (9a) für die Kontaktstücke vollständig geschlossen ist.
  5. Elektrischer Schalter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung mit zwei sich überlappenden Lamellen (6, 7) gebildet ist, wobei eine erste Lamelle (6) eine erste LamellenDurchgangsöffnung (9) und die zweite Lamelle (7) eine zweite Lamellen-Durchgangsöffnung (9') aufweisen, wobei eine Lamelle fest steht und die zweite Lamelle in einer Ebene parallel zu den Breitseiten der Lamellen entlang der Verschiebelinie (L) verschieblich ist, so dass dadurch eine gegenläufige Verschiebung der beiden Lamellen relativ zueinander erfolgt, wobei in der ersten Verschlussposition die erste und die zweite Lamellen-Durchgangsöffnung (9, 9') übereinander liegen zur Bildung der Durchgangsöffnung (9a) für die Kontaktstücke, und wobei in der zweiten Verschlussposition keine Überlappung der beiden Lamellen-Durchgangsöffnungen (9, 9') mehr gegeben ist, so dass dadurch die Durchgangsöffnung (9a) für die Kontaktstücke vollständig geschlossen ist.
  6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt der die geschlossene Umfangskontur der Durchgangsöffnung bildenden wirksamen Kanten schräg zur Verschieberichtung der Lamelle verläuft, in Form einer Rampe oder Anschrägung (72, 62, 62'), so dass beim gegenläufigen Verschieben der Lamellen (6, 7) der schräg verlaufende Abschnitt (62, 62', 72) der wirksamen Kanten das der Durchgangsöffnung zugeordnete Kontaktstück von dem jeweils anderen Kontaktstück zur Öffnung der Kontaktstelle weg drückt.
  7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kopplungsmittel vorgesehen sind, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen (6, 7) entlang der Schiebelinie (L) in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke (3, 4) voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke (3, 4) umsetzt.
  8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel eine rampenförmige Anformung (50) an der Lamelle (6, 7) und einen mit dem der jeweiligen Lamelle (6,7) zugeordneten Kontaktstück (4, 3) gekoppelten, einseitig schwenkbar gelagerten Hebel (51) umfassen, wobei die rampenförmige Anformung (50) bei der Längsverschiebung der Lamelle (6, 7) längs der Schiebelinie (L) von der ersten in Richtung auf die zweite Verschlussposition hin den Hebel (51) von der Lamelle (6, 7) weg schenkend beaufschlagt.
  9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Trennungsunterstützungsmittel (55) vorhanden sind, die bei der gegenläufigen Verschiebebewegung der Lamellen (6, 7) entlang der Verschiebelinie (L) von der ersten zu der zweiten Verschlussposition hin eine der Kontaktdruckkraft (P3, P4) entgegengerichtete Kraft (F, F') auf die Kontaktstücke (6, 7) ausüben und damit die Trennung der Kontaktstücke (3, 4) unterstützen.
  10. Elektrischer Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Kopplungsmittel vorgesehen sind, die die Verschiebe-Bewegung der Lamellen (6, 7) entlang der Schiebelinie (L) in eine Abhebebewegung der Kontaktstücke (3, 4) voneinander zur elektrischen und räumlichen Trennung der Kontaktstücke (3, 4) umsetzt, wobei die Kopplungsmittel zusätzlich die Funktion der Trennungsunterstützungsmittel (55) ausüben.
  11. Elektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in Form einer Rampe oder Anschrägung (72, 62, 62') ausgebildete Teil der wirksamen Kanten der Lamellen (6, 7) aus leitfähigem Widerstandsmaterial besteht.
  12. Elektrischer Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen der Isolierstoffelemente vorgesehen ist.
  13. Elektrischer Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung einen Kraftspeicher-Antrieb oder einen elektromagnetischen Antrieb umfasst.
  14. Elektrischer Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Installationsschaltgerät mit einem Überstrom- und/oder Kurzschlussstromauslöser und einer Aktormechanik (8a, 8b) zum Öffnen und/oder Schließen der Kontaktstelle ist.
  15. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Schütz oder ein Hauptschalter oder ein Leistungsschalter ist oder die Kontaktstelle in einer gasgefüllten Kapsel umfasst ist oder die Kontaktstelle in einer Vakuumkammer umfasst ist.
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