WO2010112420A1

WO2010112420A1 - Auslöser für eine elektrische schaltanordnung

Info

Publication number: WO2010112420A1
Application number: PCT/EP2010/053995
Authority: WO
Inventors: Torsten Ahlert
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2010-10-07
Also published as: RU2543997C2; US8553385B2; EP2415062A1; RU2011143743A; CN102439678B; DE102009015126A1; CN102439678A; US20120026638A1

Abstract

Auslöser (10; 110; 210.) für eine elektrische Schaltanordnung (1; 101; 201), die im Zuge einer ersten Strombahn (4; 104; 204) angeordnet ist und die zumindest zwei in einem Gehäuse (6; 106; 206) angeordnete Schaltkontakte (2; 102; 202, 3; 103; 203) aufweist, die getrennt werden, wenn der über die Schaltkontakte fließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, mit einem Betätigungsglied (125; 225), das entgegen der Kraft einer Rückhaltevorrichtung (134) auf einen Druck (p) anspricht, der durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen (LB) in einer von dem Gehäuse umschlossenen Trennzone der Schaltkontakte erzeugt wird, und das einen die selbsttätige Unterbrechung der Strombahn bewirkenden Abschaltmechanismus (9; 109, 209) betätigt, wobei das Betätigungsglied (125,- 225) ein bewegliches Element (126; 226; 326; 426; 526) aufweist, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal (127; 227) einen Staukörper (128; 228; 328; 428; 528) bildet, der bei dem Druck (p), der zur Abschaltung führen soll, eine vorgegebene Steuerbewegung ausführt.

Description

Beschreibung

Auslöser für eine elektrische Schaltanordnung

Die Erfindung betrifft Auslöser für eine elektrische Schaltanordnung, die im Zuge einer ersten Strombahn angeordnet ist und die zumindest zwei in einem Gehäuse angeordnete Schaltkontakte aufweist, die getrennt werden, wenn der über die Schaltkontakte fließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, mit einem Betätigungsglied, das entgegen der Kraft einer Rückhaltevorrichtung auf einen Druck anspricht, der durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen in einer von dem Gehäuse umschlossenen Trennzone der Schaltkontakte erzeugt wird, und das einen die selbsttätige Unterbrechung der Strombahn bewirkenden Abschaltmechanismus betätigt, wobei das Betätigungsglied ein bewegliches Element aufweist, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal einen Staukörper bildet, der bei dem Druck, der zur Abschaltung führen soll, eine vor- gegebene Steuerbewegung ausführt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Schaltanordnung mit einem derartigen Auslöser.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf strombegrenzende Schaltanordnungen im Niederspannungsbereich, das heißt bis zu Spannungen von ca. 1000 Volt. Derartige strombegrenzende Schaltanordnungen sind insbesondere zur Unterbrechung von Strombahnen in einem Kurzschlussfall oder in einem Überstrom- fall ausgebildet. Weiterhin können derartige strombegrenzende Schaltanordnungen einpolig oder mehrpolig, insbesondere dreipolig, ausgeführt sein. Sie können je Schaltpol ein oder mehrere Schaltkontaktpaare aufweisen. Insbesondere sind diese elektrischen Schaltanordnungen zum Abschalten von Strömen von mehr als 100 A, insbesondere von mehreren kA, ausgelegt. So sind beispielsweise bei der Verwendung strombegrenzender Schaltgeräte, insbesondere strombegrenzender Leistungsschalter beispielsweise in Form von MCCBs (für Molded Case Circuit Breaker) in weit verzweigten Stromverteilernetzen, selektive Staffelungen mit einem Mindest-Nennstromabstand der beteiligten Schaltgeräte üblich. Jede Verzweigungsebene kann dabei in Abhängigkeit von den angeschlossenen Verbrauchern mit einem entsprechend dimensionierten Schaltgerät gegen auftretende Überlasten und Kurzschlüsse geschützt werden. Dabei ist bei- spielsweise ein Schaltgerät, das einem Verbraucher am nächsten angeordnet ist und das oft auch als verbrauchernahes bzw. nachgeordnetes Schaltgerät bezeichnet wird, für den geringsten Nennstrom ausgelegt. Fließt nun ein Kurzschlussstrom sowohl durch das verbrauchernahe Schaltgerät als auch durch ein Schaltgerät, das in der Hierarchie des Stromverteilernetzes über dem verbrauchernahen Schaltgerät angeordnet und oft auch als verbraucherfernes bzw. vorgeordnetes Schaltgerät bezeichnet wird, so soll nur das verbrauchernahe Schaltgerät abschalten. Mit anderen Worten soll im Störfall (Kurzschluss) nur das Schaltgerät, das dem Ereignis am nächsten ist, den

Stromfluss unterbrechen. Die Schaltkontaktpaare des verbrauchernahen und des verbraucherfernen Schaltgerätes ziehen beim Öffnen einen Lichtbogen, wobei die Öffnungsweite der Schaltkontaktpaare und auch die Lichtbogenenergie beim verbraucher- nahen Schaltgerät aufgrund des geringeren Massenträgheitmomentes seiner beweglichen Strombahn inklusive der Schaltkontakte höher sind. Dieser unter Umständen nur einpoligen Öffnung muss eine allpolige Abschaltung des verbrauchernahen Schaltgerätes folgen. Das verbraucherferne Schaltgerät darf nicht abschalten, um weitere Verbraucher nicht vom Sromver- teilernetz zu trennen. Das verbraucherferne Schaltgerät darf durch kurzes Abheben der Schaltkontakte aber unterstützend wirken, also beispielsweise durch Strombegrenzung zur Abschaltung des verbrauchernahen Schaltgerätes beitragen. Schaltgeräte, die derart gestaffelt in Stromverteilernetzen wirken, verhalten sich selektiv. Um diese Selektivität zu erreichen, ist es erforderlich, das die dem Störfall nächstlie- genden Schaltgeräte die Strombahnen aller Schaltpole schneller als die übergeordneten Schaltgeräte unterbrechen.

Gattungsgemäße Auslöser und Schaltanordnungen mit derartigen Auslösern, die zu einer derart schnellen Unterbrechung von Strombahnen geeignet sind, sind beispielsweise aus der deutschen Übersetzung DE 691 10 540 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 455 564 Bl und aus der deutschen Übersetzung DE 692 17 441 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 538 149 Bl bekannt.

Die genannten Druckschriften DE 691 10 540 T2 und DE 692 17 441 T2 zeigen jeweils insbesondere eine elektrische Schaltanordnung in Form eines Leistungsschalters mit Isolierstoffge- häuse, der pro Schaltpol zwei in der Einschaltstellung des

Leistungsschalters federnd gegeneinander gedrückte Schaltkontakte umfasst. Die Schaltkontakte können durch die Wirkung elektrodynamischer Rückstoßkräfte getrennt werden, wenn der die Schaltkontakte durchfließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschreitet, um so eine Begrenzung des genannten Stroms zu bewirken. Der Leistungsschalter umfasst ein Überlast- und/oder Kurzschluss-Erfassungsglied zur Beaufschlagung eines im Fehlerfall die automatische Abschaltung des Leistungsschalters bewirkenden Abschaltmechanismus. Wei- terhin umfasst der Leistungsschalter ein Betätigungsglied, das auf einen in der Trennzone der genannten Schaltkontakte durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen erzeugten Überdruck anspricht, um den Abschaltmechanismus des Leistungsschalters zu betätigen. Das Betätigungsglied ist eine gasdichte Einheit, die ausschließlich mit der Trennzone der Schaltkontakte verbunden ist und ein bewegliches Element wie z.B. einen Kolben oder eine Membran mit einem begrenzten Steuerhub umfasst. Das bewegliche Element wird zum einen mit dem genannten Überdruck und zum anderen durch eine Rückholvorrichtung mit angepasster Wirkkraft beaufschlagt. Die Verschiebung des beweglichen Elementes bewirkt die Auslösung des genannten Abschaltmechanismus des Leistungsschalters, wobei die genannte Rückholvorrichtung mit angepasster Wirkkraft so bemessen ist, dass eine ungewollte Auslösung bei einfacher Überlast oder ein Ansprechen eines nachgeschalteten strombegrenzenden Leistungsschalters verhindert wird.

Der Abschaltmechanismus der gezeigten Leistungsschalter ist dabei also sowohl durch das Überlast- und/oder Kurzschluss- Erfassungsglied als auch durch das unabhängig davon wirkende druckabhängige Betätigungsglied auslösbar. Als Auslösekriterium wird der beim Ziehen des Lichtbogens entstehende Überdruck herangezogen, der in einem direkten Zusammenhang mit der Lichtbogenenergie steht. Mit anderen Worten nimmt der Druck umso mehr zu, je höher die Lichtbogenenergie ist. Durch die Auswertung des Überdrucks ist somit eine energieselektive Abschaltung der genannten Leistungsschalter möglich, wobei die Energieselektivität eine insbesondere in Niederspannungsnetzen eingesetzte Selektivitätsart zur Abschaltung im Kurzschlussfall darstellt, so wie dies auch in der Druckschrift „Energetische Selektivität in Niederspannungsnetzen", Schneider Electric, Technisches Heft Nr. 167, Ausgabe Mai 1994 beschrieben ist.

Weitere gattungsgemäßer Auslöser sowie gattungsgemäße Schal- tonordnungen sind aus den Druckschriften US 3,631,369 A sowie EP 1 266 387 Bl und DE 100 13 161 B4 bekannt. Diese umfassen zum Betätigen eines Abschaltmechanismus jeweils ein Betätigungsglied, in Form eines Hebels, der eine Staufläche in einem Gasaustrittskanal bildet. Dabei wird das Betätigungsglied durch einen Gasstrom ausgelenkt, der infolge eines durch den Lichtbogen erzeugten Überdruckes in dem Gasaustrittskanal fließt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Auslöser anzugeben. Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Auslöser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist das bewegliche Element derart gelagert, dass die Bewegungsbahn seines Staukörpers in einer Ebene verläuft, die sich quer zur Strömungsrichtung des Strömungskanals erstreckt.

Ein derartig gestalteter Auslöser kann zusätzlich zu dem in Strömungsrichtung wirkenden dynamischen Anteil des Gasdruckes, der auch als „Staudruck" bezeichnet wird auch eine quer zur Strömungsrichtung wirkende, zum Auftrieb des Staukörpers führende Druckdifferenz des statischen Anteils des Gasdruckes zum Einstellen des Ansprechpunktes (des Auslösekriteriums) des Auslösers nutzen. Gleichzeitig handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Auslöser nicht um eine gasdichte Einheit, wie sie aus den Druckschriften DE 691 10 540 T2 und DE 692 17 441 T2 bekannt sind. Der erfindungsgemäße Auslöser stellt da- her keine so hohen Anforderungen an die Dichtigkeit der Gas führenden Gehäuseteile, erlaubt also größere Maßtoleranzen bei der Herstellung. Der Umsetzung des Druckes in die Steuerbewegung des beweglichen Elementes erfolgt auch bei mehreren Schaltpolen schaltpolweise, so dass unabhängig davon, in wel- chem der Schaltpole die Schaltkontakte aufgrund eines Kurzschlusses getrennt werden, das jeweilige bewegliche Element gleich schnell anspricht, um den Abschaltmechanismus zu betätigen. Quer zu den Schaltpolen verlaufende gasdichte Druckleitungen, wie sie aus den Druckschriften DE 691 10 540 T2 oder DE 692 17 441 T2 bekannt sind, werden nicht benötigt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass das bewegliche Element entlang einer quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse verschiebbar ist oder um eine paral- IeI zur Strömungsrichtung verlaufende Achse drehbar ist. Zur Abdichtung einer Durchtrittsöffnung einer vom beweglichen Element durchgriffenen Wandfläche des Strömungskanals, die einen kreisbogenförmig um die Achse gebogenem Querschnitt aufweist, kann das bewegliche Element mit einem korrespondie- rend zu der Wandfläche gebogenen, der Wandfläche gegenüberliegenden Schirm versehen sein.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Auslösers sieht vor, zum Einstellen der auf den Staukörper einwirkenden Auftriebskraft den Staukörper nach Art eines Tragflügels asymmetrisch auszubilden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Auslösers sind zum Einstellen des auf den Staukörper wirkenden Staudruckes in dem Strömungskanal Formelemente vorgesehen .

Das bewegliche Element kann den Abschaltmechanismus mittelbar über zumindest ein Zwischenelement betätigen, wobei das Zwischenelement entlang einer quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse verschiebbar sein kann.

Zur Kraftübetragung kann das bewegliche Element und/oder das Zwischenelement mit einer kraftumlenkenden Schrägfläche ver- sehen sein.

Die Erfindung sowie vorteilhaft Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltanordnung mit einem erfindungsgemäßen Auslöser als Druckerfassungsglied,

Figuren 2 bis 9 eine erste erfindungsgemäße elektrische Schaltanordnung in Form eines strombegrenzenden Niederspan- nungs-Leistungsschalters mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslösers als Druckerfassungsglied, bei der das bewegliche Element, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal einen Staukörper bildet, um eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse drehbar ist,

Figuren 10 bis 12 eine zweite erfindungsgemäße elektrische Schaltanordnung in Form eines strombegrenzenden Niederspan- nungs-Leistungsschalters mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslösers als Druckerfassungsglied, bei der das bewegliche Element, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal einen Staukörper bildet, entlang einer quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Achse verschiebbar ist, und

Figur 13 bis 15 verschiedene Ausführungsformen des Staukörpers .

Die Figur 1 zeigt schematisch eine elektrische Schaltanordnung 1 in Form eines einzelnen elektrischen Schaltgerätes (beispielsweise eines Niederspannungs-Leistungsschalters) mit zwei Schaltkontakten 2, 3 zur Unterbrechung einer ersten Strombahn 4 eines ersten Schaltpols. Ein beweglicher 2 der Schaltkontakte ist dabei von einem starren Kontaktglied 5 getragen. Das elektrische Schaltgerät weist einen durch ein Ge- häuse 6 begrenzten ersten Schaltraum 7 zur Aufnahme der

Schaltkontakte 2, 3 der ersten Strombahn auf. Ein Antriebsmechanismus 8 des elektrischen Schaltgerätes dient zum Öffnen und Schließen der Schaltkontakte. Weiterhin weist das elektrische Schaltgerät einen Abschaltmechanismus 9 in Form eines im Zuge des Antriebsmechanismus 8 angeordneten Schaltschlosses und einen Auslöser 10 in Form eines Druckerfassungsgliedes auf. In dem ersten Schaltraum 7 wird durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte 2, 3 gezogenen Lichtbogen LB ein Druck p erzeugt, unter Einwirkung dessen der Auslöser 10 (das Druckerfassungsglied) ein Auslösen des Abschaltmechanismus 9 - also ein Lösen der Verklinkung des Schaltschlosses - bewirkt, um den Antriebsmechanismus 8 zum Öffnen der Schaltkontakte 2, 3 in Gang zu setzen. Das Druckerfassungsglied bildet einen energieselektiven Auslöser (Selektivauslöser) , da der erzeugte Druck p im Wesentlichen proportional zur Energie des gezogenen Lichtbogens LB ist.

In dem elektrischen Schaltgerät 1 sind neben dem Auslöser 10 (als Druckerfassungsglied) auch noch ein thermischer Auslöser 11 (als Überlast-Erfassungsglied) , ein elektromagnetischer Auslöser 12 (als Kurzschluss-Erfassungsglied) und ein manuel- ler Auslöser 13 vorgesehen, mittels derer das Schaltschloss zum Öffnen der Schaltkontakte gelöst werden kann. Es kann auch ein elektronischer Auslöser 14 (als Überlast- und/oder Kurzschluss-Erfassungsglied) - also eine ETU (für electronic trip unit) vorgesehen werden.

Das elektrische Schaltgerät 1 kann parallel zu dem in der Figur 1 gezeigten Schaltraum 7 weitere Schalträume aufweisen, in denen Schaltkontakte weiterer Schaltpole angeordnet sind.

So zeigt die Figur 3 eine erste Ausführungsform 101 des elektrischen Schaltgerätes, bei der drei, jeweils aus zwei Polhalbschalen 120, 121 gebildete Gehäuse 106 (auch Polgehäuse oder Polkassette genannt) vorgesehen sind, die gemäß der Figur 5 jeweils einen Schaltraum 107 zur Aufnahme der Schalt- kontakte 102, 103 eines Schaltpols bilden.

Gemäß der Figur 3 sind die drei Gehäuse 106 dabei in ein gemeinsames Umgehäuse 122 (Schaltergehäuse) eingesetzt, das hier nur andeutungsweise gezeigt ist.

Gemäß der Figur 5, die einen Ausschnitt des in Figur 3 mit V-V bezeichneten Schnittes zeigt, umfasst der Auslöser 101 ein als Ganzes mit 125 bezeichnetes Betätigungsglied, das auf den Druck p anspricht, der in der Trennzone der Schaltkontak- te 102, 103 durch den bei elektrodynamischem Rückstoß der

Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen LB erzeugt wird. Das Betätigungsglied 125 weist ein bewegliches Element 126 in Form eines zweiarmigen Hebels auf, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal 127 - hier der Ausblaskanal des gezeigten Schaltpols des elektrischen Schaltgerätes 101 - einen Staukörper 128 bildet, der bei dem Druck p, der zur Ab- Schaltung führen soll, eine vorgegebene Steuerbewegung ausführt.

Gemäß den Figuren 6 und 7, die Ausschnitte der in Figur 3 mit VI-VI und VII-VII bezeichneten Schnitte zeigen, ragt dabei ein mit dem Staukörper 128 versehener erster 115 der Hebelarme des beweglichen Elementes durch eine Durchtrittsöffnung 116 in den Strömungskanal 127, wobei der Staukörper 128 (seine flächige Kontur 117) in einem bestimmten Winkel (Anstellwinkel) zur Strömungsrichtung 135 geneigt angeordnet ist.

Wie die Figur 6 außerdem zeigt, können in dem Strömungskanal Formelemente 136 zum Einstellen des auf den Staukörper 128 wirkenden Staudruckes vorgesehen sein.

Gemäß der Figur 9 bewirkt das bewegliche Element 126, dessen Staukörper 128 durch den Druck p beaufschlagt ist, durch seine Lageänderung bei einer vorgegebenen Steuerbewegung, hier in Form einer vorgegebenen Schwenkbewegung um seine Schwenkachse 129, die Auslösung des genannten Abschaltmechanismus durch Betätigung eines Zwischenelementes 130 in Form eines Sammelschiebers, dem gemäß der Figur 3 auch die beweglichen Elemente 126 der übrigen Schaltpole zugeordnet sind.

Hierzu greift ein zweiter 118 der Hebelarme des beweglichen Elementes 126 mit einem parallel zur Schwenkachse 129 abragenden Stift 119 in eine Längsnut 131 des Zwischenelementes 130. Die Enden der Längsnuten 131 des Zwischenelementes 130 (des Sammelschiebers) bilden dabei zugleich Anschläge, die die Bewegungsbahn (Steuerbahn) der beweglichen Elemente be- grenzen. Dabei ist das bewegliche Element 126 über die parallel zur Strömungsrichtung 135 verlaufende Schwenkachse 129 derart gelagert, dass die Bewegungsbahn seines Staukörpers 128 in einer Ebene verläuft, die sich quer zur Strömungsrichtung 135 des Strömungskanals erstreckt. Dadurch kann durch eine entsprechend gewählte Form des Staukörpers 128 und seines Anstellwinkels im Strömungskanal 127 zusätzlich zu dem in der Strömungsrichtung 135 wirkenden dynamischen Anteil des Gasdruckes, der auch als „Staudruck" bezeichnet wird auch die quer zur Strömungsrichtung 127 wirkende, zum Auftrieb des Staukörpers 128 führende Druckdifferenz des statischen Anteils des Gasdruckes zum Einstellen des Ansprechpunktes (des Auslösekriteriums) des Auslösers genutzt werden.

Gemäß der Figur 4, die einen Ausschnitt des in Figur 2 mit IV-IV bezeichneten Schnittes zeigt, ist das Zwischenelement 130 (der Sammelschieber) entlang einer Achse 132, die quer zur Strömungsrichtung 135 bzw. quer zur Schwenkachse 129 verläuft, verschiebbar und über eine erste Schrägfläche 133 mit einer Auslösewelle 123 des Abschaltmechanismus wirkverbunden, wobei die Auslösewelle 123 eine der ersten Schrägfläche 133 zugeordnete zweite Schrägfläche 124 aufweist.

Die Figur 4 zeigt auch eine Rückhaltevorrichtung 134, die die beweglichen Elemente mittelbar über den Sammelschieber 130 mit angepasster Federkraft beaufschlagt (vgl. auch Figur 9). Die Wirkkraft der Rückhaltevorrichtung 134 ist so bemessen, dass sowohl eine ungewollte Auslösung des Abschaltmechanismus bei einfacher Überlast als auch ein Ansprechen eines nachge- schalteten strombegrenzenden Schaltgeräts verhindert wird.

Gemäß der Figur 8 sind die beweglichen Elemente 126 und das Zwischenelement 130 derart an und zwischen den Polhalbschalen 120, 121 gelagert, dass keine zusätzlichen Befestigungsele- mente erforderlich sind. Das Zwischenelement 130 ist dabei aus identisch ausgebildeten, zusammensteckbaren Segmenten zusammengesetzt, deren Anzahl der Anzahl der Pole entspricht. Die einseitig auf das Zwischenelement 130 wirkende Federung der Rückhaltevorrichtung 134 zwingt das Zwischenelement 130 und alle beweglichen Elemente 126 in eine definierte Ausgangslage. Da die Koppelstellen zwischen den beweglichen EIe- menten 126 und dem Zwischenelement 130 jeweils durch den Eingriff eines der Stifte 119 in eine der Längsnuten 131 erfolgt und demzufolge mit einem richtungsabhängigen Freilauf versehen ist, führt die Schwenkbewegung eines des beweglichen Elemente 126 eines der Schaltpole nicht zum Mitschleppen aller anderen beweglichen Elemente 126.

Die Figur 8 zeigt auch, dass das bewegliche Element zur Abdichtung der Durchtrittsöffnung 116 der vom beweglichen Element durchgriffenen Wandfläche 137 des Strömungskanals, die einen kreisbogenförmig um die Schwenkachse 129 gebogenem

Querschnitt aufweist, mit einem korrespondierend zu der Wandfläche 137 gebogenen, der Wandfläche gegenüberliegenden Schirm 138 versehen ist.

Der erfindungsgemäße Auslöser 110 nutzt die nach einem Abschaltvorgang im Ausblaskanal strömenden Gase zur Abnahme eines energieselektiven Auslösekriteriums in Form der Schwenkbewegung des beweglichen Elementes 126, die dann über das translatorisch verschiebbare Zwischenelement 130 zur Auslö- sung/Abschaltung der elektrische Schaltanordnung 1 (des Nie- derspannungs-Leistungsschalters) führt. Sowohl der Winkel (Anstellwinkel) als auch die äußere Gestaltung (insbesondere die Kontur 117) des Staukörpers sind strömungstechnisch so optimiert, dass eine möglichst reproduzierbare, der Strömung äquivalente Auslenkung generiert wird. Dabei können also sowohl der Widerstand, der Staukörper (insbesondere die Kontur 117) der Strömung entgegensetzt als auch der durch Umströmen des Staukörpers generierte Auftrieb variabel kombiniert werden. Außerdem kann der Ausblaskanal durch die Formelemente 136 geometrisch so gestaltet werden, dass die Gasströmung die flächige Kontur 117 des Staukörpers optimal beaufschlagt bzw. den Staukörper optimal umströmt. Der erfindungsgemäße Auslöser ist auf montagetechnisch einfache Weise in und an den Polhalbschalen 120, 121 der Gehäuse 106 montierbar.

Dadurch, dass der zweite Hebelarm 118 länger als der erste Hebelarm 115 ausgebildet ist, ermöglicht der erfindungsgemäße Auslöser außerdem die Abnahme einer großen Steuerbewegung zur Betätigung des Abschaltmechanismus.

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine zweite Ausführungsform 201 des elektrischen Schaltgerätes, bei der Gehäuse 206, die jeweils einen Schaltraum zur Aufnahme der Schaltkontakte eines Schaltpols bilden, ebenfalls jeweils aus zwei Polhalbschalen 220, 221 gebildet und in ein hier nicht gezeigtes gemeinsames Umgehäuse eingesetzt sind.

Gemäß der Figur 11, die den in Figur 10 mit XI-XI bezeichneten Schnitt zeigt, umfasst der Auslöser 201 ein als Ganzes mit 225 bezeichnetes Betätigungsglied, das auf den Druck anspricht, der in der Trennzone der Schaltkontakte durch den bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen erzeugt wird.

Das Betätigungsglied 225 weist ein bewegliches Element 226 in Form einer translatorisch verschiebbaren, vorzugsweise gegen verdrehen gesicherten Welle auf, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal 227 - hier ebenfalls der Ausblaskanal des gezeigten Schaltpols des elektrischen Schaltge- rätes 201 - einen Staukörper 228 bildet, der bei dem Druck p, der zur Abschaltung führen soll, eine vorgegebene Steuerbewegung ausführt.

Dabei ist das bewegliche Element 226 in einander gegenüber liegenden Wandabschnitten 240, 241 der Polhalbschalen 220, 221, die den Strömungskanal 227 bilden, entlang einer quer zur Strömungsrichtung 235 verlaufenden Achse 242 derart ver- schiebbar gelagert, dass die Bewegungsbahn seines Staukörpers 228 auch in einer Ebene verläuft, die sich quer zur Strömungsrichtung 235 des Strömungskanals 227 erstreckt. Dadurch kann auch hier durch eine entsprechend gewählte Form des Staukörpers 228 und seines Anstellwinkels im Strömungskanal zusätzlich zu dem in der Strömungsrichtung wirkenden dynamischen Anteil des Gasdruckes auch die quer zur Strömungsrichtung wirkende Druckdifferenz des statischen Anteils des Gasdruckes zum Einstellen des Ansprechpunktes (des Auslösekrite- riums) des Auslösers 210 genutzt werden.

Das bewegliche Element 226 ist mit einer kraftumlenkenden ersten Schrägfläche 243 zur Kraftübertragung versehen, die auf eine zugeordnete zweite Schrägfläche 244 einer Auslösewelle 223 des Abschaltmechanismus einwirkt.

Gemäß der Figur 12, die das bewegliche Element 226 zeigt, ist der Staukörper 228 zum Einstellen des auf den Staukörper wirkenden Auftriebes nach Art eines Tragflügels asymmetrisch ausgebildet. Eine weitere derart asymmetrisch, jedoch länger und schlanker ausgebildete Ausführungsform 328 des Staukörpers zeigt die Figur 13.

Die Figuren 14 und 15 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen 428 und 528 des Staukörpers.

Claims

Patentansprüche

1. Auslöser (10; 110; 210) für eine elektrische Schaltanord- nung (1; 101; 201), die im Zuge einer ersten Strombahn (4;

104; 204) angeordnet ist und die zumindest zwei in einem Gehäuse (6; 106; 206) angeordnete Schaltkontakte (2; 102; 202, 3; 103; 203) aufweist, die getrennt werden, wenn der über die Schaltkontakte fließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, mit einem Betätigungsglied (125; 225), das entgegen der Kraft einer Rückhaltevorrichtung (134) auf einen Druck (p) anspricht, der durch einen bei elektrodynamischem Rückstoß der Schaltkontakte gezogenen Lichtbogen (LB) in einer von dem Gehäuse umschlossenen Trennzone der Schaltkontakte erzeugt wird, und das einen die selbsttätige Unterbrechung der Strombahn bewirkenden Abschaltmechanismus (9; 109; 209) betätigt, wobei das Betätigungsglied (125; 225) ein bewegliches EIe- ment (126; 226; 326; 426; 526) aufweist, das in einem mit der Trennzone verbundenen Strömungskanal (127; 227) einen Staukörper (128; 228; 328; 428; 528) bildet, der bei dem Druck (p) , der zur Abschaltung führen soll, eine vorgegebene Steuerbewegung ausführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (126; 226; 326; 426; 526) derart gelagert ist, dass die Bewegungsbahn seines Staukörpers (128; 228; 328; 428; 528) in einer Ebene verläuft, die sich quer zur Strömungsrichtung (135; 235) des Strömungs- kanals (127; 227) erstreckt.

2. Auslöser (210) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (226; 326; 426; 526) entlang einer quer zur Strömungsrichtung (235) verlaufenden Achse (242) verschiebbar ist.

3. Auslöser (110) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (126) um eine parallel zur Strömungsrichtung (135) verlaufenden Achse (129) drehbar ist.

4. Auslöser (110) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (126) zur Abdichtung einer Durchtrittsöffnung (116) einer vom beweglichen Element (126) durchgriffenen Wandfläche (137) des Strömungskanals (127), die einen kreisbogenförmig um die Achse (129) gebogenen Querschnitt aufweist, mit einem korrespondierend zu der Wandfläche (137) gebogenen, der Wandfläche gegenüberliegenden Schirm (138) versehen ist.

5. Auslöser (210) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Staukörper (228; 328) zum Einstellen des auf ihn einwirkenden Auftriebes nach Art eines Tragflügels asymmet- risch ausgebildet ist.

6. Auslöser (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s in dem Strömungskanal (127) Formelemente (136) zum Einstellen des auf den Staukörper (128) wirkenden Staudruckes vorgesehen sind.

7. Auslöser (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (126) den Abschaltmechanismus (109) mittelbar über zumindest ein Zwischenelement (130) betä^¬ tigt.

8. Auslöser (110) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Zwischenelement (130) entlang einer quer zur Strömungsrichtung (135) verlaufenden Achse (132) verschiebbar ist.

9. Auslöser (110; 210) nach einem der Ansprüche 2 oder 8 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das bewegliche Element (226) und/oder das Zwischenelement (130) mit einer kraftumlenkenden Schrägfläche (133; 243) zur Kraftübertragung versehen sind.

10. Elektrische Schaltanordnung (1; 101; 201) mit zumindest zwei in einem Gehäuse (6; 106; 206) angeordneten Schaltkontakten (2; 102; 202, 3; 103; 203), die im Zuge einer ersten Strombahn (4; 104; 204) angeordnet sind und die getrennt werden können, wenn der über die Schaltkontakte fließende Strom einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, und mit einem Auslöser (10; 110; 210) zur Unterbrechung der ersten Strombahn, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Auslöser (10; 110; 210) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.