EP3084798B1

EP3084798B1 - Switching device

Info

Publication number: EP3084798B1
Application number: EP14814893.5A
Authority: EP
Inventors: Matthias KATZENSTEINER
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2034-12-18
Also published as: US20160372281A1; ES2902786T3; CN106030752A; EP3084798A1; US9748061B2; CN106030752B; DE102013114663A1; WO2015091868A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a switching device according to the preamble of claim 1.

Es sind Schaltgeräte bekannt, welche bei Auftreten bestimmter vorgegebener elektrischer Zustände in einer durch das Schaltgerät führenden Leitung, selbsttätig die Schaltkontakte des Schaltgeräts öffnen und derart den Stromfluss in der Leitung unterbrechen. Derartige Schaltgeräte werden als Selbstschalter bzw. Schutzschaltgeräte bezeichnet. Zum Erkennen von Kurzschlüssen und dem schnellen Unterbrechen einer Leitung im Falle eines Kurzschlusses sind sog. elektromagnetische Auslöser bekannt und weithin üblich, welche eine Spule aufweisen, in welcher ein Anker beweglich angeordnet ist. Im Falle eines Kurzschlusses wird in der Spule ein Magnetfeld erzeugt, welches eine Bewegung des Ankers verursacht, welcher wiederum das Öffnen der Schaltkontakte des betreffenden Schaltgeräts verursacht.Switching devices are known which, when certain predetermined electrical states occur in a line leading through the switching device, automatically open the switching contacts of the switching device and thus interrupt the flow of current in the line. Such switching devices are referred to as circuit breakers or circuit breakers. For the detection of short circuits and the rapid interruption of a line in the event of a short circuit, so-called electromagnetic releases are known and widely used, which have a coil in which an armature is movably arranged. In the event of a short circuit, a magnetic field is generated in the coil, which causes the armature to move, which in turn causes the switching contacts of the relevant switching device to open.

Beim Abschalten eines Stromes entsteht ein Lichtbogen zwischen den sich trennenden Schaltkontakten. Dieser Lichtbogen ist vor allem bei den, bei einem Kurzschluss vorherrschenden, hohen Strömen sehr ausgeprägt. Schutzschaltgeräte weisen daher in der Regel eine Lichtbogenlöscheinrichtung auf. Der Schutzschalter ist daher in der Regel im Bereich einer Kontaktstelle der Schaltkontakte derart ausgeformt, dass ein beim Ausschalten entstehender Lichtbogen von den Kontakten weg und in die Lichtbogenlöscheinrichtung geführt bzw. geleitet wird bzw. werden soll. Da ein Lichtbogen ein elektrischer Leiter ist, ist dieser den Einwirkungen eines magnetischen Feldes ausgeliefert. Es hat sich bei bekannten Schaltgeräten gezeigt, dass es vor allem im Kurzschlussauslösefall zu einer ungünstigen Beeinflussung des Lichtbogens durch Magnetfelder in dem Schaltgerät kommen kann, welche Beeinflussung dahingehen kann, dass der Lichtbogen an einem Abwandern von den Schaltkontakten hin zur Lichtbogenlöscheinrichtung gehindert wird. Dadurch wird der Lichtbogen nicht gelöscht und folglich auch der Stromfluss durch das Schaltgerät nicht unterbrochen. Dies kann neben einem Totalausfall des betreffenden Schaltgeräts weiters zu einer Beeinträchtigung von Menschen und Anlagen führen.When a current is switched off, an arc is created between the disconnecting switch contacts. This arc is particularly pronounced with the high currents that prevail in the event of a short circuit. Protection switching devices therefore usually have an arc extinguishing device. The circuit breaker is therefore usually shaped in the area of a contact point of the switching contacts in such a way that an arc that occurs when switching off is or should be guided away from the contacts and into the arc extinguishing device. Since an arc is an electrical conductor, it is exposed to the effects of a magnetic field. It has been shown in known switching devices that, especially in the event of a short circuit, the arc can be adversely affected by magnetic fields in the switching device, which can have the effect that the arc is prevented from migrating from the switching contacts to the arc extinguishing device. As a result, the arc is not extinguished and consequently the flow of current through the switching device is not interrupted. In addition to a total failure of the switchgear in question, this can also impair people and systems.

Das Dokument US 3 914 720 A offenbart in einer Ausführungsform (Fig. 13) ein Schaltgerät mit mehreren Schaltstrecken und jeweils einen elektromagnetischen Auslöser pro Schaltstrecke, wobei gleiche Spulen für die Auslöser (d.h. mit Wicklungen mit dem gleichen Wickelsinn) vorgesehen sind.The document U.S. 3,914,720 A discloses, in one embodiment (FIG. 13), a switching device with several switching paths and one electromagnetic release per switching path, the same coils being provided for the release (ie with windings with the same winding direction).

Die EP 570 603 A1 zeigt einen Schutzschalter mit einem einzigen Schaltschloss, auf das ein einziger Auslöser wirkt, welcher zwei Spulen aufweist. Diese Spulen weisen zwar gegensinnige Wicklungen auf, bzw. sind entsprechend gegengleich angeschlossen, dies dient jedoch einer Sicherheitsfunktion des Schaltgeräts, welches nur dann auslösen soll, wenn nur einer der Spulen bestromt wird. Die EP 570 603 A1 zeigt keine einzelnen Schaltstrecken, denen jeweils ein Auslöser zugeordnet wird, und geht zudem nicht auf die gegenständliche Problematik von Schaltlichtbögen ein.the EP 570 603 A1 shows a circuit breaker with a single key switch that a single trigger works, which has two coils. These coils have Although opposing windings are connected or are correspondingly connected in opposite directions, this, however, serves a safety function of the switching device, which should only be triggered when only one of the coils is energized. the EP 570 603 A1 does not show any individual switching paths to each of which a trigger is assigned and also does not address the problem of switching arcs.

Die DE 492 262 C beschreibt lediglich eine einzige Schaltstrecke mit den Kontakten 6 und 7, wobei ein einzelner Auslöser mit zwei gegengleich geschalteten oder gewickelten Spulen vorgesehen ist. Die Thematik der Lichtbögen bei der Trennung der Kontakte wird in der DE 492 262 C nicht erwähnt.the DE 492 262 C describes only a single switching path with contacts 6 and 7, a single release being provided with two coils connected or wound in opposite directions. The subject of arcing when separating the contacts is discussed in the DE 492 262 C not mentioned.

Fig. 3 der US 5 684 443 A zeigt eine Serienschaltung zweier Schaltgeräte, wie dies auch in Spalte 3, Zeile 50 bis 55 der US 5 684 443 A beschrieben ist. Die US 5 684 443 A zeigt noch nicht einmal ein Schaltgerät mit zwei Schalstrecken, und damit auch keine zwei Auslöser, welche jeweils einer Schalstrecke zugeordnet sind. Zudem werden in der US 5 684 443 A Schaltlichtbögen nicht erwähnt. Fig. 3 the U.S. 5,684,443 A shows a series connection of two switching devices, as is also shown in column 3, lines 50 to 55 of U.S. 5,684,443 A is described. the U.S. 5,684,443 A does not even show a switching device with two switching sections, and thus also not two triggers, which are each assigned to a switching section. In addition, the U.S. 5,684,443 A Switching arcs not mentioned.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welches eine hohe Lebensdauer und einen geringen Kontaktabbrand aufweist, und mit welchem im Kurzschlussfall ein schadhafter Stromkreis schnell abgeschaltet werden kann.The object of the invention is therefore to provide a switching device of the type mentioned above, with which the disadvantages mentioned can be avoided, which has a long service life and low contact erosion, and with which a defective circuit can be quickly switched off in the event of a short circuit.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.According to the invention, this is achieved by the features of claim 1.

Dadurch kann ein Abwandern des Abschaltlichtbogens weg von der Kontaktstelle im Falle einer Abschaltung aufgrund einer Auslösung durch einen der elektromagnetischen Auslöser sichergestellt werden. Dadurch kann der Kontaktabbrand reduziert werden, und die Lebensdauer des Schaltgeräts erhöht werden. Dadurch kann vor allem im Kurzschlussfall ein schadhafter Stromkreis schnell und sicher abgeschaltet werden, wodurch nicht nur die Lebensdauer des Schaltgeräts selbst verlängert wird, sondern der Schutz von Menschen und Anlagen erhöht werden kann.This makes it possible to ensure that the cut-off arc migrates away from the contact point in the event of a cut-off due to tripping by one of the electromagnetic releases. This can reduce contact wear and increase the service life of the switching device. In this way, especially in the event of a short circuit, a defective circuit can be switched off quickly and safely, which not only extends the service life of the switching device itself, but also increases the protection of people and systems.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims relate to further advantageous embodiments of the invention.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.Express reference is hereby made to the wording of the patent claims, as a result of which the claims are incorporated into the description at this point by reference and are deemed to be reproduced verbatim.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Stromlaufplan einer typischen schaltungstechnischen Umgebung eines gegenständlichen Schaltgeräts;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines gegenständlichen Schaltgeräts;
Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Baugruppe aus Auslöser, Schaltkontakten und Lichtbogenlöscheinrichtung im Seitenriss;
Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3 im Aufriss;
Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 3 im Grundriss;
Fig. 6 die Anordnung gemäß Fig. 3 in einer axonometrischen Darstellung; und
Fig. 7 die Auslöser und Teile der Lichtbogenlöscheinrichtungen einer dreipoligen Ausführung eines gegenständlichen Schaltgeräts.

The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which only preferred embodiments are shown by way of example. It shows:

Fig. 1 a circuit diagram of a typical circuitry environment of an objective switching device;
Fig. 2 a schematic representation of an objective switching device;
Fig. 3 a preferred embodiment of an assembly consisting of a trigger, switch contacts and arc extinguishing device in a side elevation;
Fig. 4 the arrangement according to Fig. 3 in elevation;
Fig. 5 the arrangement according to Fig. 3 in plan;
Fig. 6 the arrangement according to Fig. 3 in an axonometric representation; and
Fig. 7 the triggers and parts of the arc extinguishing devices of a three-pole version of a switching device in question.

Die Fig. 2 bis 7 zeigen eine schematische Darstellung bzw. Darstellungen von Baugruppen einer bevorzugten Ausführungsform eines Schaltgeräts 1 mit einer ersten Schaltstrecke 2 mit ersten Schaltkontakten 3 und einer zweiten Schaltstrecke 4 mit zweiten Schaltkontakten 5, wobei die erste Schaltstrecke 2 einen ersten elektromagnetischen Auslöser 6 mit einer ersten Spulenwicklung 7 aufweist, wobei die erste Spulenwicklung 7 einen ersten Wickelsinn 8 aufweist, wobei die zweite Schaltstrecke 4 einen zweiten elektromagnetischen Auslöser 9 mit einer zweiten Spulenwicklung 10 aufweist, wobei die zweite Spulenwicklung 10 einen zweiten Wickelsinn 11 aufweist, wobei die ersten Schaltkontakte 3 und die zweiten Schaltkontakte 5 zur im Wesentlichen gleichzeitigen Betätigung gekoppelt sind, und wobei die erste Schaltstrecke 2 und die zweite Schaltstrecke 4 nebeneinander in dem Schaltgerät 1 angeordnet sind, wobei der erste Wickelsinn 8 entgegengesetzt dem zweiten Wickelsinn 11 ausgebildet ist.the Figures 2 to 7 show a schematic representation or representations of assemblies of a preferred embodiment of a switching device 1 with a first switching path 2 with first switching contacts 3 and a second switching path 4 with second switching contacts 5, the first switching path 2 having a first electromagnetic release 6 with a first coil winding 7 , the first coil winding 7 having a first winding direction 8, the second switching path 4 having a second electromagnetic release 9 with a second coil winding 10, the second coil winding 10 having a second winding direction 11, the first switching contacts 3 and the second switching contacts 5 are coupled for essentially simultaneous actuation, and wherein the first switching path 2 and the second switching path 4 are arranged next to one another in the switching device 1, the first winding direction 8 being opposite to the second winding direction 11.

Dadurch kann ein Abwandern des Abschaltlichtbogens weg von der Kontaktstelle im Falle einer Abschaltung aufgrund einer Auslösung durch einen der elektromagnetischen Auslöser 6, 9, 20 sichergestellt werden. Dadurch kann der Kontaktabbrand reduziert werden, und die Lebensdauer des Schaltgeräts 1 erhöht werden. Dadurch kann vor allem im Kurzschlussfall ein schadhafter Stromkreis 34 schnell und sicher abgeschaltet werden, wodurch nicht nur die Lebensdauer des Schaltgeräts 1 selbst verlängert wird, sondern der Schutz von Menschen und Anlagen erhöht werden kann.This makes it possible to ensure that the switch-off arc migrates away from the contact point in the event of a switch-off due to tripping by one of the electromagnetic releases 6, 9, 20. As a result, contact erosion can be reduced and the service life of the switching device 1 can be increased. As a result, especially in the event of a short circuit, a defective circuit 34 can be switched off quickly and safely, which not only extends the service life of the switching device 1 itself, but also increases the protection of people and systems.

Das gegenständliche Schaltgerät 1 weist zumindest eine erste Schaltstrecke 2 und eine zweite Schaltstrecke 4 auf, wobei gemäß der in Fig. 2 schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsform weiters eine dritte Schaltstrecke 18 vorgesehen sein kann. Es können zudem weitere Schaltstrecken vorgesehen sein.The switching device 1 in question has at least a first switching path 2 and a second switching path 4, wherein according to the in Fig. 2 a preferred embodiment shown schematically, a third switching path 18 can also be provided. Further switching paths can also be provided.

Als Schaltstrecke 2, 4, 18 wird dabei eine leitende Verbindung bzw. der Strompfad durch das Schaltgerät 1 bezeichnet, welche jeweils von einer ersten Anschlussklemme 27 des Schaltgeräts 1 zu einer zweiten Anschlussklemme 28 des Schaltgeräts 1 führt. Die ersten und zweiten Anschlussklemmen 27, 28 sind dabei in Fig. 2 bei sämtlichen Schaltstrecken 2, 4, 18 mit demselben Bezugszeichen versehen.A conductive connection or the current path through the switching device 1, which leads from a first connection terminal 27 of the switching device 1 to a second connection terminal 28 of the switching device 1, is referred to as the switching path 2, 4, 18. The first and second connection terminals 27, 28 are shown in FIG Fig. 2 provided with the same reference numerals for all switching paths 2, 4, 18.

Bei der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsform mit einer ersten und einer zweiten Schaltstrecke 2, 4 ist vorgesehen, dass an der ersten Schalstrecke 2 ein Außenleiter eines Netzes angeschlossen wird, und dass an der zweiten Schaltstrecke 4 ein Neutralleiter desselben Netzes angeschlossen wird. Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung dreier Baugruppen eines einzigen Schaltgeräts 1 ist vorgesehen, dass an die drei Schaltstrecken 2, 4, 18, drei Außenleiter eines Netzes angeschlossen werden.In the case of the Figures 3 to 6 The preferred embodiment shown with a first and a second switching path 2, 4 is provided that an external conductor of a network is connected to the first switching path 2, and that a neutral conductor of the same network is connected to the second switching path 4. At the in Fig. 7 The arrangement shown of three assemblies of a single switching device 1 is provided that three external conductors of a network are connected to the three switching paths 2, 4, 18.

In jeder der Schaltstrecken 2, 4, 18 sind Schalkontakte 3, 5, 19 angeordnet, welche jeweils aus zumindest einem Festkontakt 29 und einem beweglichen Kontakt 30 gebildet sind, wobei auch Mehrfachunterbrechungen der Schaltstrecken 2, 4, 18 vorgesehen sein können. In der ersten Schaltstrecke 2 sind erste Schaltkontakte 3, in der zweiten Schaltstrecke 4 sind zweite Schaltkontakte 5 und in der fakultativ vorgesehenen dritten Schaltstrecke 18 sind dritte Schaltkontakte 19 angeordnet. In den Fig. 2 bis 6 sind die jeweiligen Festkontakte 29 sowie die jeweiligen beweglichen Kontakte 30 jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen sowie zusätzlich mit dem Bezugszeichen der jeweiligen Schaltstrecke 2, 4, 18 deren diese zugeordnet sind bezeichnet.In each of the switching paths 2, 4, 18 switching contacts 3, 5, 19 are arranged, which are each formed from at least one fixed contact 29 and one movable contact 30, whereby multiple interruptions of the switching paths 2, 4, 18 can also be provided. First switching contacts 3 are arranged in the first switching path 2, second switching contacts 5 are arranged in the second switching path 4, and third switching contacts 19 are arranged in the optionally provided third switching path 18. In the Figures 2 to 6 the respective fixed contacts 29 and the respective movable contacts 30 are each designated with the same reference number and additionally with the reference number of the respective switching path 2, 4, 18 to which these are assigned.

Die beweglichen Kontakte 30 der einzelnen Schaltstrecken 2, 4, 18 sind bevorzugt jeweils durch ein Schaltschloss 35 gesteuert. Die ersten Schaltkontakte 3, die zweiten Schaltkontakte 5 sowie allfällige weitere Schaltkontakte 19 sind zur im Wesentlichen gleichzeitigen Betätigung gekoppelt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die jeweils bevorzugt vorgesehenen Schaltschlösser 35 miteinander gekoppelt sind.The movable contacts 30 of the individual switching paths 2, 4, 18 are preferably each controlled by a switch lock 35. The first switching contacts 3, the second switching contacts 5 and any further switching contacts 19 are coupled for essentially simultaneous actuation, it being provided in particular that the switching locks 35 preferably provided in each case are coupled to one another.

In jeder der Schaltstrecken 2, 4, 18 ist jeweils ein elektromagnetischer Auslöser 6, 9, 20 angeordnet, daher ein erster Auslöser 6, ein zweiter Auslöser 9 und gegebenenfalls ein dritter Auslöser 20. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Auslöser 6 und/oder der zweite Auslöser 9 und/oder der dritte Auslöser 20 dazu ausgebildet und derart in dem Schaltgerät 1 angeordnet sind, dass diese bei Auftreten eines vorgebbaren elektrischen Zustandes, insbesondere eines Kurzschlusses, in der ersten Schaltstrecke 2 bzw. der zweiten Schaltstrecke 4 bzw. der dritten Schaltstrecke 18 ein Öffnen der Schaltkontakte 3, 5, 19 verursachen. Das gegenständliche Schaltgerät 1 ist daher als sog. Selbstschalter ausgebildet, wobei insbesondere die Ausbildung desselben als Leitungsschutzschalter 26 vorgesehen ist.An electromagnetic release 6, 9, 20 is arranged in each of the switching paths 2, 4, 18, therefore a first release 6, a second release 9 and possibly a third release 20. It is preferably provided that the first release 6 and / or the second trigger 9 and / or the third trigger 20 are designed and arranged in the switching device 1 in such a way that when a predeterminable electrical state occurs, in particular a short circuit, in the first switching path 2 or the second switching path 4 or the third Switching path 18 cause switching contacts 3, 5, 19 to open. The switching device 1 in question is therefore designed as a so-called self-switch, in particular the design of the same as a line circuit breaker 26 being provided.

Fig. 1 zeigt eine typische schaltungstechnische Umgebung eines gegenständlichen Schaltgeräts 1 mit einer Last 33, wobei durch die gestrichelte Linie 32 ein Kurzschluss dargestellt wird. Fig. 1 shows a typical circuit-related environment of an objective switching device 1 with a load 33, a short circuit being represented by the dashed line 32.

Jeder der elektromagnetischen Auslöser 6, 9, 20 weist eine Spulenwicklung 7, 10, 21 bzw. einen Spulenkörper auf. In jedem der Auslöser 6, 9, 20 ist ein beweglicher Anker angeordnet, welcher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen nicht leitenden Stößel treibt. Die jeweilige Spulenwicklung 7, 10, 21 ist Teil des jeweiligen Strompfades bzw. der jeweiligen Schaltstrecke 2, 4, 18 und ist somit vom jeweils über das Schaltgerät 1 fließenden Strom durchflossen. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Spulenwicklungen 7, 10, 21 jeweils lediglich von einem Teilstrom durchflossen werden. Bei einer bestimmten Höhe des Stromes reicht das durch die Spulenwicklung 7, 10, 21 erzeugte Magnetfeld aus, um den Anker und damit auch den bevorzugt vorgesehenen Stößel anzutreiben, welcher Stößel aus dem Auslöser 6, 9, 20 austritt und ein Trennen der Schaltkontakte 3, 5, 19 verursacht.Each of the electromagnetic releases 6, 9, 20 has a coil winding 7, 10, 21 or a coil body. In each of the triggers 6, 9, 20 a movable armature is arranged which, according to a preferred embodiment, drives a non-conductive plunger. The respective coil winding 7, 10, 21 is part of the respective current path or the respective switching path 2, 4, 18 and is therefore traversed by the current flowing through the switching device 1. It can be provided that the coil windings 7, 10, 21 each have only a partial current flowing through them. At a certain level of the current, the magnetic field generated by the coil winding 7, 10, 21 is sufficient to drive the armature and thus also the preferably provided tappet, which tappet emerges from the trigger 6, 9, 20 and the switching contacts 3, 5, 19 causes.

Die einzelnen Schaltstrecken 2, 4, 18 des Schaltgeräts 1 sind nebeneinander in dem Schaltgerät 1 angeordnet, daher sind die erste Schaltstrecke 2 und die zweite Schaltstrecke 4 nebeneinander angeordnet, und sofern eine dritte Schaltstrecke 18 vorgesehen ist, ist diese neben der zweiten Schaltstrecke 4 in dem Schaltgerät 1 angeordnet.The individual switching paths 2, 4, 18 of the switching device 1 are arranged next to one another in the switching device 1, therefore the first switching path 2 and the second switching path 4 are arranged next to one another, and if a third switching path 18 is provided, this is next to the second switching path 4 in the switching device 1 arranged.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die einzelnen Schaltstrecken 2, 4, 18 bis auf die besprochenen Unterschiede im Wesentlichen gleichartig ausgebildet sind. Die einzelnen Schaltstrecken 2, 4, 18 weisend daher die gleichen baulichen Einheiten auf. Ein nebeneinander anordnen der Schaltstrecken 2, 4, 18 bedeutet daher bevorzugt, dass die jeweils gleichen Baugruppen der einzelnen Schaltstrecken 2, 4, 18 in dem Gehäuse des Schaltgerätes 1 nebeneinander angeordnet sind. Die Fig. 3 bis 7 zeigen jeweils derartige im Wesentlichen gleichartig ausgebildete Baugruppen, welche nebeneinander angeordnet sind, wenngleich die restlichen Baugruppen sowie das Gehäuse des entsprechenden Schaltgeräts 1 nicht dargestellt sind.Provision is preferably made for the individual switching paths 2, 4, 18 to be of essentially identical design, apart from the differences discussed. The individual switching paths 2, 4, 18 therefore have the same structural units. Arranging the switching paths 2, 4, 18 next to one another therefore preferably means that the respectively identical assemblies of the individual switching paths 2, 4, 18 are arranged next to one another in the housing of the switching device 1. the Figures 3 to 7 each show such subassemblies of essentially similar design, which are arranged next to one another, although the remaining subassemblies and the housing of the corresponding switching device 1 are not shown.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Spulenwicklung 7 und die zweite Spulenwicklung 10 im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind, sowie dass eine allfällig weiters vorgesehene dritte Spulenwicklung 21 im Wesentlichen parallel neben der zweiten Spulenwicklung 10 angeordnet ist.It is preferably provided that the first coil winding 7 and the second coil winding 10 are arranged essentially parallel next to one another, and that a possibly further provided third coil winding 21 is arranged essentially parallel next to the second coil winding 10.

Die Spulenwicklungen 7, 10, 21 sind jeweils in einer bestimmten Richtung bzw. entsprechend einem bestimmten Wickelsinn 8, 11, 22 gewickelt. Dieser Wickelsinn 8, 11, 22 kann als rechtsgewickelt oder linksgewickelt bezeichnet werden, oder aber als im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn.The coil windings 7, 10, 21 are each in a specific direction or corresponding a certain winding direction 8, 11, 22 wound. This winding direction 8, 11, 22 can be referred to as right-handed or left-handed, or as clockwise or counterclockwise.

Die erste Schaltstrecke 2 weist daher einen ersten elektromagnetischen Auslöser 6 mit einer ersten Spulenwicklung 7 auf, welche erste Spulenwicklung 7 einen ersten Wickelsinn 8 aufweist. Die zweite Schaltstrecke 4 weist einen zweiten elektromagnetischen Auslöser 9 mit einer zweiten Spulenwicklung 10 auf, welche zweite Spulenwicklung 10 einen zweiten Wickelsinn 11 aufweist. Sofern das Schaltgerät 1 eine dritte Schaltstrecke 18 aufweist, weist die dritte Schaltstrecke 18 einen dritten elektromagnetischen Auslöser 20 mit einer dritten Spulenwicklung 21 auf, welche dritte Spulenwicklung 21 einen dritten Wickelsinn 22 aufweist.The first switching path 2 therefore has a first electromagnetic release 6 with a first coil winding 7, which first coil winding 7 has a first winding direction 8. The second switching path 4 has a second electromagnetic release 9 with a second coil winding 10, which second coil winding 10 has a second winding direction 11. If the switching device 1 has a third switching path 18, the third switching path 18 has a third electromagnetic release 20 with a third coil winding 21, which third coil winding 21 has a third winding direction 22.

Es ist vorgesehen, dass der erste Wickelsinn 8 entgegengesetzt dem zweiten Wickelsinn 11 ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise in den Fig. 4 und 6 gut zu erkennen. Bei Vorhandensein einer dritten Spulenwicklung 21 einer dritten Schaltstrecke 18 ist vorgesehen, dass der dritte Wickelsinn 22 entgegengesetzt dem zweiten Wickelsinn 11 ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise in Fig. 7 gut zu erkennen. Durch den unterschiedlichen Wickelsinn 8, 11, 22 einander benachbarter Spulenwicklungen 7, 10, 21 kann erreicht werden, dass das durch die Spulenwicklungen 7, 10, 21 selbst erzeugte resultierende Magnetfeld keine ungünstige magnetische Flussrichtung und hohe Flussdichte im Bereich der Schaltkontakte 3, 5, 19 aufweist, und derart keinen negativen Einfluss auf den bei einem Abschaltvorgang, daher bei einem Öffnen bzw. Trennen der Schaltkontakte 3, 5, 19 erzeugten Lichtbogen ausübt, indem dieser etwa durch die magnetische Wirkung der Auslöser 6, 9, 20 zwischen den Schaltkontakten 3, 5, 19 festgehalten wird.It is provided that the first winding direction 8 is formed opposite to the second winding direction 11. This is for example in the Figures 4 and 6 clearly visible. In the presence of a third coil winding 21 of a third switching path 18, it is provided that the third winding direction 22 is formed opposite to the second winding direction 11. This is for example in Fig. 7 clearly visible. Due to the different winding directions 8, 11, 22 of adjacent coil windings 7, 10, 21 it can be achieved that the resulting magnetic field generated by the coil windings 7, 10, 21 itself does not have an unfavorable magnetic flux direction and high flux density in the area of the switching contacts 3, 5, 19, and thus has no negative influence on the arc generated during a shutdown process, i.e. when the switching contacts 3, 5, 19 are opened or separated, in that it is caused by the magnetic action of the triggers 6, 9, 20 between the switching contacts 3 , 5, 19 is held.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der ersten Schaltstrecke 2 eine erste Lichtbogenlöscheinrichtung 12 umfassend eine erste Lichtbogenlaufstrecke 13 zugeordnet ist, und dass der zweiten Schaltstrecke 4 eine zweite Lichtbogenlöscheinrichtung 14 umfassend eine zweite Lichtbogenlaufstrecke 15 zugeordnet ist. Sofern eine dritte Schaltstrecke 18 vorgesehen ist, ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass der dritten Schaltstrecke 18 eine dritte Lichtbogenlöscheinrichtung 23 umfassend eine dritte Lichtbogenlaufstrecke 24 zugeordnet ist.It is preferably provided that the first switching path 2 is assigned a first arc extinguishing device 12 including a first arc path 13, and that the second switching path 4 is assigned a second arc extinguishing device 14 including a second arc path 15. If a third switching path 18 is provided, it is furthermore preferably provided that the third switching path 18 is assigned a third arc extinguishing device 23 comprising a third arc travel path 24.

Die Lichtbogenlöscheinrichtungen 12, 14, 23 umfassen dabei weiters bevorzugt jeweils eine Löschblechanordnung 31, welche in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist. Die Lichtbogenlaufstrecke 13, 15, 24 stellt jeweils die Verbindung von den Schaltkontakten 3, 5, 19 zu der Löschblechanordnung 31 dar.The arc extinguishing devices 12, 14, 23 furthermore preferably each comprise one Arcing plate assembly 31, which in the Figures 3 to 6 is shown. The arc path 13, 15, 24 each represents the connection from the switching contacts 3, 5, 19 to the arc splitter arrangement 31.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Wickelsinn 8 und der zweite Wickelsinn 11 derart ausgebildet sind, dass die Magnetfelder des ersten und des zweiten Auslösers 6, 9 im Kurzschlussfall die beim Öffnen der ersten und zweiten Schaltkontakte 3, 5 entstehenden Lichtbögen in Richtung der ersten und zweiten Lichtbogenlöscheinrichtungen 12, 14 lenken bzw. treiben bzw. zumindest nicht deren Abwanderung in diese Richtung behindern. Bevorzugt ist vorgesehen, die Magnetfelder des ersten und des zweiten Auslösers 6, 9 im Kurzschlussfall im Bereich der Kontaktstellen jeweils eine in Richtung der Lichtbogenlöscheinrichtungen 12, 14 wirkende Lorenzkraft erzeugen. Selbiges gilt für die bevorzugte Ausbildung des Schaltgeräts 1 mit drei Schaltstrecken.In particular, it is provided that the first winding direction 8 and the second winding direction 11 are designed in such a way that the magnetic fields of the first and second triggers 6, 9 in the event of a short circuit, the arcs occurring when the first and second switching contacts 3, 5 open in the direction of the first and second second arc extinguishing devices 12, 14 direct or drive or at least not hinder their migration in this direction. It is preferably provided that the magnetic fields of the first and second triggers 6, 9 each generate a Lorenz force acting in the direction of the arc extinguishing devices 12, 14 in the area of the contact points in the event of a short circuit. The same applies to the preferred design of the switching device 1 with three switching paths.

Die magnetische Wirkung der Spulenwicklungen 7, 10, 21 auf einen Kurzschlussabschaltlichtbogen kann noch weiter verbessert werden, indem an lediglich einer Seite der ersten Lichtbogenlaufstrecke 13 eine erste ferromagnetische Platte 16 angeordnet ist, sowie an lediglich einer Seite der zweiten Lichtbogenlaufstrecke 15 eine zweite ferromagnetische Platte 17 angeordnet ist, und dass die erste ferromagnetische Platte 16 bezogen auf die erste Lichtbogenlaufstrecke 13 an einer anderen Seite angeordnet ist, als die zweite ferromagnetische Platte 17 bezogen auf die zweite Lichtbogenlaufstrecke 15. Jeder der beiden Lichtbogenlaufstrecken 13, 15 ist daher lediglich eine ferromagnetische Platte 16, 17 zugeordnet, welche die betreffende Lichtbogenlaufstrecke 13, 15 seitlich begrenzt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die jeweils andere Seite der Lichtbogenlaufstrecke 13, 15 durch eine Kunststoffplatte begrenzt wird.The magnetic effect of the coil windings 7, 10, 21 on a short-circuit disconnection arc can be improved even further by arranging a first ferromagnetic plate 16 on only one side of the first arc path 13 and a second ferromagnetic plate 17 on only one side of the second arc path 15 is arranged, and that the first ferromagnetic plate 16 is arranged in relation to the first arc path 13 on a different side than the second ferromagnetic plate 17 in relation to the second arc path 15.Each of the two arc paths 13, 15 is therefore only one ferromagnetic plate 16 , 17 assigned, which laterally delimits the relevant arc path 13, 15, whereby it is preferably provided that the respective other side of the arc path 13, 15 is delimited by a plastic plate.

Die ferromagnetischen Platten 16, 17, 25 sind bevorzugt allseitig mit einem Isoliermantel umhüllt, insbesondere in einem Kunststoff eingebettet bzw. umspritzt.The ferromagnetic plates 16, 17, 25 are preferably encased on all sides with an insulating jacket, in particular embedded or overmolded in a plastic.

Die bevorzugte Seite, an welcher die betreffenden ferromagnetischen Platten 16, 17, 25 vorzugsweise angeordnet werden, ergibt hängt mit dem Wickelsinn 8, 11, 22 der jeweiligen Spulenwicklungen 7, 10, 21 zusammen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die ferromagnetischen Platten 16, 17, 25 bezogen auf den Wickelsinn entsprechend den Darstellung in den Fig. 3 bis 7 angeordnet sind, welche nachfolgend beschrieben sind.The preferred side on which the relevant ferromagnetic plates 16, 17, 25 are preferably arranged depends on the winding direction 8, 11, 22 of the respective coil windings 7, 10, 21. It is preferably provided that the ferromagnetic plates 16, 17, 25 based on the winding direction as shown in the Figures 3 to 7 are arranged, which are described below.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Baugruppe aus zwei Auslösern 6, 9, zwei Schaltkontakten 3, 5 und zwei Lichtbogenlöscheinrichtung 12, 14. In Blickrichtung von den Festkontakten 29 zu den beweglichen Kontakten 30 ist der erste Wickelsinn 8 der ersten Spulenwicklung 7 rechtsherum, und die erste ferromagnetische Platte 16 ist in eben dieser Blickrichtung an der rechten Seite der ersten Lichtbogenlaufstrecke 13 angeordnet. Der zweite Wickelsinn 11 der zweiten Spulenwicklung 10 ist linksherum, und die zweite ferromagnetische Platte 17 ist an der linken Seite der zweiten Lichtbogenlaufstrecke 15 angeordnet.the Figures 3 to 6 show a preferred embodiment of an assembly of two Triggers 6, 9, two switching contacts 3, 5 and two arc extinguishing devices 12, 14. When looking from the fixed contacts 29 to the movable contacts 30, the first winding direction 8 of the first coil winding 7 is to the right, and the first ferromagnetic plate 16 is in precisely this direction of view arranged on the right side of the first arc path 13. The second winding direction 11 of the second coil winding 10 is to the left, and the second ferromagnetic plate 17 is arranged on the left side of the second arc path 15.

Fig. 7 zeigt die Auslöser 6, 9, 20 und die den Festkontakten 29 zugeordneten Teile der ersten, zweiten und dritten Lichtbogenlaufstrecke 13, 15, 24 eines Schaltgeräts 1 mit drei Schaltstrecken 2, 4, 18. Die ganz links dargestellte Spulenwicklung wird bei dieser Darstellung als erste Spulenwicklung 7 bezeichnet, deren erster Wickelsinn 8 in Blickrichtung der Darstellung rechtsherum ist. Der zweite Wickelsinn 11 der neben dieser angeordneten zweiten Spulenwicklung 10 ist linksherum, und der dritte Wickelsinn 22 der weiters neben der zweiten Spulenwicklung 10 dargestellten dritten Spulenwicklung 21 ist wiederum rechtsherum. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind die ferromagnetischen Platten abwechseln zur benachbarten Schaltstrecke 2, 4, 18 angeordnet, daher ist die dritte ferromagnetische Platte 25 bezogen auf die dritte Lichtbogenlaufstrecke 24, von welcher lediglich ein Teil dargestellt ist, an einer anderen Seite angeordnet ist, als die zweite ferromagnetische Platte 17 bezogen auf die zweite Lichtbogenlaufstrecke 15, von welcher ebenfalls lediglich ein Teil dargestellt ist. Fig. 7 shows the release 6, 9, 20 and the fixed contacts 29 associated parts of the first, second and third arc path 13, 15, 24 of a switching device 1 with three switching paths 2, 4, 18. The coil winding shown on the far left is the first in this illustration Coil winding 7 denotes whose first winding direction 8 is to the right in the direction of view of the illustration. The second winding direction 11 of the second coil winding 10 arranged next to it is to the left, and the third winding direction 22 of the third coil winding 21 also shown next to the second coil winding 10 is again to the right. As in Fig. 7 As shown, the ferromagnetic plates are arranged alternately to the adjacent switching path 2, 4, 18, so the third ferromagnetic plate 25 is arranged on a different side than the second ferromagnetic plate in relation to the third arc path 24, of which only a part is shown Plate 17 based on the second arc path 15, of which only a part is also shown.

Claims

Switchgear (1) having a first switching path (2) comprising first switching contacts (3) and a second switching path (4) comprising second switching contacts (5), the first switching path (2) having a first electromagnetic trip mechanism (6) comprising a first coil winding (7), the first coil winding (7) having a first winding direction (8), the second switching path (4) having a second electromagnetic trip mechanism (9) comprising a second coil winding (10), the second coil winding (10) having a second winding direction (11), the first switching contacts (3) and the second switching contacts (5) being coupled for simultaneous actuation, and the first switching path (2) and the second switching path (4) being arranged one next to the other in the switchgear (1), the first coil winding (7) being part of the first switching path (2), and the second coil winding (10) being part of the second switching path (4), characterized in that the first winding direction (8) is opposite to the second winding direction (11).
Switchgear (1) according to claim 1, characterized in that the first switching path (2) is associated with a first arc quenching device (12) comprising a first arc path (13), and in that the second switching path (4) is associated with a second arc quenching device (14) comprising a second arc path (15).
Switchgear (1) according to claim 2, characterized in that a first ferromagnetic plate (16) is arranged on only one side of the first arc path (13), and in that a second ferromagnetic plate (17) is arranged on only one side of the second arc path (15), and in that the first ferromagnetic plate (16) is arranged in relation to the first arc path (13) on a different side to the second ferromagnetic plate (17) in relation to the second arc path (15).
Switchgear (1) according to any of claims 1 to 3, characterized in that the switchgear (1) has a third switching path (18) comprising third switching contacts (19), the third switching path (18) having a third electromagnetic trip mechanism (20) comprising a third coil winding (21), the third coil winding (21) being part of the third switching path (18), the third coil winding (21) having a third winding direction (22), and the third switching path (18) being arranged in the switchgear (1) next to the second switching path (4), the third switching contacts (19) being coupled to the first switching contacts (3) and/or the second switching contacts (5) for substantially simultaneous actuation, and in that the third winding direction (22) is opposite to the second winding direction (11).
Switchgear (1) according to claim 4, characterized in that the third switching path (18) is associated with a third arc quenching device (23) comprising a third arc path (24), in that a third ferromagnetic plate (25) is arranged on only one side of the third arc path (24), and in that the third ferromagnetic plate (25) is arranged in relation to the third arc path (24) on a different side to the second ferromagnetic plate (17) in relation to the second arc path (15).
Switchgear (1) according to either claim 4 or claim 5, characterized in that the first trip mechanism (6) and/or the second trip mechanism (9) and/or the third trip mechanism (20) are designed for this purpose and are arranged in the switchgear (1) such that they cause the switching contacts (3, 5, 19) to open when a predefinable electrical state occurs, in particular a short circuit, in the first switching path (2) or the second switching path (4) or the third switching path (18).
Switchgear (1) according to any of claims 1 to 6, characterized in that the switchgear (1) is designed as an automatic circuit breaker (26).