WO2013079511A1 - Permanentmagnetanordnung fuer eine lichtbogentreiberanordnung und schaltgeraet - Google Patents

Permanentmagnetanordnung fuer eine lichtbogentreiberanordnung und schaltgeraet Download PDF

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WO2013079511A1
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permanent magnet
switching
arrangement
contact
switching device
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PCT/EP2012/073797
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Klaus Dauer
Anke Juelich
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Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a permanent magnet arrangement for a
  • the invention relates to a switching device for DC application with at least one current path, at least one switching contact arrangement for
  • Switching chamber of a housing of the switching device is arranged, and with a Lichtbogentreiberan extract which is arranged in the switching chamber and at least in the region of the switching contact arrangement of the respective current path generates a magnetic field.
  • DC applications are proposed there to use the housing of a switching device for AC applications, in addition permanent magnets are provided which have a magnetic field with substantially transverse to a separation path of the current paths field lines.
  • permanent magnets are provided which have a magnetic field with substantially transverse to a separation path of the current paths field lines.
  • three receiving areas are provided for each one flow path, wherein each current path is associated with a movable switching contact element and two opposing fixed switching contact elements.
  • Switching contact elements are in this case jointly movable between a closed position, which corresponds to the switched-on state of the switching device, and an open position, which corresponds to the switched-off state switching device.
  • the individual current paths are each associated with two arc quenching devices, which are each in the form of individual stacked, electrically insulated from each other quenching plates are formed.
  • each current path has two separating sections which, when the movable switching contact elements are open, extend between the two Ends and the ends associated with these first and second fixed
  • DC applications In DC applications, erasure of an arc can not be achieved due to zero current passage, as in AC applications, DC applications require the provision of a magnetic field which drives the arc into one of the arc quenching devices.
  • This magnetic field is formed per current path by two permanent magnet arrangements, whereby a magnetic field is established with field lines in an orientation which run transversely to the separation paths and generate a Lorentz force on arcs along these separation sections which drives the arcs in the direction of the arc extinguishing devices.
  • the arc quenching devices each comprise two permanent magnet arrangements. These each include one
  • the recording rooms are assigned to the separation sections and on both sides of this
  • Object of the present invention is to provide a permanent magnet arrangement, in which a rollover of an arc on the permanent magnet and thus a burn of the permanent magnet is prevented as possible.
  • the object is achieved by a permanent magnet arrangement for a
  • Permanent magnet assembly comprises a permanent magnet and a cover of electrically insulating material, wherein the cover is directly connected to the permanent magnet.
  • Permanent magnet protrudes, so that a flashover of the arc is prevented on this protruding part of the permanent magnet. I'm in the
  • the permanent magnet is thus completely electrically isolated. It is also advantageous that the permanent magnet can be provided with the cover before insertion into the receiving chamber and can be provided as a prefabricated unit. In this case, the cover detachable or insoluble, z. B. cohesively, be connected to the permanent magnet.
  • a switching device for DC applications which at least one current path, at least one switching contact arrangement for interrupting a current path, wherein the switching contact arrangement in a
  • Switching chamber of a housing of the switching device is arranged, as well as a
  • Arc runner assembly which is arranged in the switching chamber and at least in the region of the switching contact arrangement of the respective current path generates a magnetic field comprises, wherein the arc runner arrangement at least one
  • Permanent magnet arrangement as explained above comprises.
  • the arc driver assembly may be designed differently. For example, it can be provided that two permanent magnet arrangements are provided, as explained above, between which the switch contact arrangement is arranged. However, it is also conceivable that only one permanent magnet arrangement is provided, which is connected to two parallel pole plates, wherein the
  • Permanent magnet is arranged above the switching contact arrangement and the pole plates receive the switching contact arrangement between them.
  • the permanent magnet arrangement can be accommodated in a receiving chamber of the housing of the switching device and exclusively with the
  • the housing forms part of the electrical insulation.
  • the protruding from the receiving chamber part of the permanent magnet is electrically insulated by the cover, so that an arc of an arc on the permanent magnet is prevented.
  • the receiving chamber may in this case be introduced into a wall of the housing.
  • the wall is made of an electrically insulating and magnetically permeable material, for example of a thermoset or temperature-resistant thermoplastic or ceramic. From the same material and the cover can be made.
  • the permanent magnet arrangement may have a coding projection, which is provided, for example, on the permanent magnet, with which the
  • Permanent magnet arrangement is immersed in a KodierausNeillung the receiving chamber.
  • the permanent magnet is basically inserted in the correct magnetic orientation into the receiving chamber to ensure that an arc in the right direction, i. H. in a
  • the receiving chamber is designed such that the Kodiervorsprung can not dip into the KodierausEnglishung and the permanent magnet assembly further protrudes from the receiving chamber, as is the case, if the
  • Permanent magnet assembly is inserted correctly.
  • a direct visual verification of the correct fit of the permanent magnet assembly is possible.
  • a cover or other components of the switching device can not be mounted when the permanent magnet assembly is inserted incorrectly by the other components abut against the permanent magnet assembly and prevents mounting of the other components.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through an inventive switching device
  • Figure 2 is a plan view of the switching device of Figure 1;
  • Figure 3 is an exploded view of an inventive
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the cover of the permanent magnet arrangement according to FIG.
  • Figure 1 shows the switching device 1 according to the invention in a partial longitudinal section with a housing 2, which comprises a lower part 3 and an upper part 4.
  • Figure 2 shows a view into the switching device 1, wherein the upper part 4 is omitted, so that one can look in the lower part 3.
  • the two figures 1 and 2 are described together below.
  • the switching device 1 has three poles, d. H. three switching paths, namely a first
  • Switching track 5 a second switching path 6 and a third switching path 7.
  • Each switching path 5, 6, 7 is in a separate switching chamber, namely a first
  • Switching chamber 8, a second switching chamber 9 and a third switching chamber 10 is arranged.
  • the switching chambers 8, 9, 10 are electrically separated from each other by partitions 11, 12 of the housing 2, wherein the intermediate walls 11, 12 are preferably magnetically permeable.
  • the three current paths 5, 6, 7 are identical in terms of their structure, wherein in the following the structure of
  • the second flow path 6 within the second switching chamber 9 is shown in Figure 1 in longitudinal section.
  • the second switching path 6 is formed twice interrupting and has a first switching contact arrangement 13 and a second
  • Switch contact arrangement 16 The two switch contact arrangements 13, 16 are identical and mirror images of each other.
  • the first switching contact arrangement 13 which is shown in Figure 1 on the left side, comprises a contact pair with a first contact 14 and a second contact 15. Accordingly, the second switching contact arrangement 16 with a second contact pair comprising a first contact 17 and a second contact 18 is formed.
  • the first contact 14 of the first switching contact arrangement 13 is arranged on a first fixed contact carrier 19.
  • the first fixed contact carrier 19 is fixed and thus arranged immovably in the housing 2 of the switching device 1.
  • the first contact 14 is arranged at a first free end of the first fixed contact carrier 19. At a this end facing away from the end of the first fixed contact carrier 19, a first terminal 23 is provided for the connection of the first current path 5 in a DC circuit.
  • the second contact 15 of the first switch contact arrangement 13 is located on a bridge contact piece 20 of a bridge arrangement 21 and is movably arranged in the housing 2.
  • the bridge switching piece 20 is vertically adjustable in the orientation shown in Figure 1 between a raised and a lowered position. In the raised position, the second contact 15 of the first
  • Switch contact arrangement 13 in contact with the first contact 14. In a lowered position, the two contacts 14, 15 are out of contact. In this position, an isolating distance is formed between the first contact 14 and the second contact 15, along which an arc can form.
  • the second switching contact arrangement 16 is identical to the first
  • Switching contact arrangement 13 is formed.
  • Switching contact arrangement 16 is located on a second fixed contact carrier 22 and is arranged at a first end of the second fixed contact carrier 22. At a this end remote from the end of the second fixed contact carrier 22, a second terminal 24 is provided. The second contact 18 of the second switching contact arrangement 16 is also on
  • Bridge switching piece 20 arranged on a side facing away from the second contact 15 of the first switching contact arrangement 13 of the same end.
  • Bridge contact piece 20 is electrically conductive and connects the two second contacts 15, 18 electrically to each other. In the raised state of
  • Bridge contact piece 20 is the second contact 18 of the second switching arrangement 16 in contact with the first contact 17, wherein in the lowered position of
  • Bridge switching piece 20 the two contacts 17, 18 are kept out of contact and forms an insulating gap between them, along which can also form an arc.
  • a current can thus flow from the first terminal 23 via the first fixed contact carrier 19 to the first contact of the first switching contact arrangement 13, then on to the second contact 15 of the first switching contact arrangement 13 via the bridge contact piece 20 to the second contact 18 of the second switching contact arrangement 16 , From there, the current continues to flow to the first contact 17 of the second switching contact arrangement 16 via the second
  • a switching bridge 30 is provided, which is arranged vertically displaceable in the housing 2 and the bridge switching piece 20 adjusted.
  • the bridge switching piece 20 is pressed with its second contacts 15, 18 via a spring 31 against the first contacts 14, 17, wherein the spring 31 between the bridge contact piece 20 and the switching bridge 30 is supported.
  • two erasing devices namely a first erasing device 27 and a second erasing device 28 are provided.
  • the first erasing device 27 is the first switching contact arrangement 13 and the second
  • the two erasing devices 27, 28 are each arranged on a side of the respective switching contact arrangement 13, 16 facing away from the switching bridge arrangement 21.
  • the first arc runner arrangement 32 comprises two first permanent magnet arrangements 25, which are arranged in the second switching chamber 9 and receive the first switching contact arrangement 13 between them.
  • the first permanent magnet arrangements 25 are arranged parallel to the intermediate walls 11, 12.
  • the two first permanent magnets 25 are with respect to their
  • Magnetization arranged rectified, so that forms an approximately homogeneous magnetic field with field lines transverse to the separation direction between them.
  • the field lines of the magnetic field also extend transversely to an arc extending between the first contact 14 and the second contact 15 of the first
  • Switching contact arrangement 13 forms. As a result, a Lorenz force is generated by the magnetic field, which acts on the arc and drives it in the direction of the first extinguishing device 27.
  • the second arc driver assembly 33 is similar to the first
  • Arc runner assembly 32 constructed and includes two second
  • Permanent magnet assemblies 26 which receive the second switching contact arrangement 16 between them.
  • the magnetic field may be aligned in the same direction as that of the first permanent magnet arrangements 25.
  • Switch contact arrangement 16 is formed, has a current direction, which is spatially opposite to the current direction of an arc between the contacts 14, 15 of the first switching contact arrangement 13. If an arc as shown in Figure 1 between the contacts 17, 18 of the second
  • Switching contact arrangement 16 has a current direction vertically downward, an arc between the contacts 14, 15 of the first switching contact arrangement, a current direction vertically upwards. To make an arc at the first
  • the magnetic fields of the two arc drive assemblies 32, 33 may be oppositely oriented, so that in the first direction of the current, the arc at the first switching contact arrangement 13 and in one of the first
  • the first flow path 5 and the third flow path 7 and the first switching chamber 8 and the third switching chamber 10 are identical to the second flow path 6 and the second switching chamber 9 is formed, but with the difference that in the first switching chamber 8 and the third switching chamber 10 no
  • Arc guide assemblies are arranged. In the first switching chamber 8 and in the third switching chamber 10 thus no permanent magnet arrays are arranged.
  • the arc runner arrangements 32, 33 of the first current path 6 radiate to the adjacent switching chambers, namely the first switching chamber 8 and the third switching chamber 10, in order to be able to exert a Lorentz force on a developing arc there as well. In principle, however, the first
  • the first permanent magnet assembly 25 is shown in detail.
  • the remaining permanent magnet arrangements are constructed identically.
  • the first permanent magnet arrangement 25 comprises a permanent magnet 34, which is designed plate-shaped.
  • a cover 35 made of an electrically insulating material is fastened directly to the permanent magnet 34.
  • the permanent magnet 34 fastening projections 36 which dip into a mounting recess 37 of the cover 35.
  • the cover 35 may be releasably connected to the permanent magnet 34 via adhesion or firmly via material bond, for example via a bond. From Figure 2 shows that in the switching chambers 8, 9, 10 receiving chambers 38 are provided.
  • a receiving chamber 38 in the second switching chamber 9 is explained in more detail below.
  • the receiving chamber 38 is disposed on one of the intermediate walls 11, wherein the intermediate wall 11 also simultaneously represents a wall of the receiving chamber 38.
  • the receiving chamber 38 comprises a parallel to the intermediate wall 11 extending inner wall 39 and the
  • Permanent magnet 34 with attached cover 35 is inserted into the receiving chamber 38 from above, with only the cover 35 from the receiving chamber 38 projects upwards. Since all walls 12, 39, 40, 41 of the receiving chamber 38 are made of an electrically insulating material, skipping an arc on the permanent magnet 34 is effectively prevented.
  • the permanent magnet 34 On a side facing away from the cover 35, the permanent magnet 34 has a Kodiervor jump 44, with which this in a Kodieraus Principleung 43 of
  • Coding recess 43 are arranged laterally offset from an axis of symmetry, the permanent magnet 34 can be used only in one of its magnetic orientations. This avoids that a wrong magnetic field is built up.
  • the cover 35 has upwardly facing stop projections 45.
  • the coding projection 44 can not be immersed in the coding recess 43, so that the permanent magnet 34 protrudes farther from the receiving chamber 38 than when properly inserted.
  • the fixed contact carrier 19 can not be mounted, since this abuts against the stop projections 45. A wrong assembly is thus safely avoided.

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Abstract

Permanentmagnetanordnung (25, 26) für eine Lichtbogentreiberanordnung (32, 33) eines elektrischen Schaltgeräts (1) mit einem Permanentmagneten (34) und einer Abdeckung (35) aus elektrisch isolierendem Material, wobei die Abdeckung (35) unmittelbar mit dem Permanentmagneten (34) verbunden ist.

Description

PERMANENTMAGNETANORDNUNG FUER EINE
LICHTBOGENTREIBERANORDNUNG UND SCHALTGERAET
Die Erfindung betrifft eine Permanentmagnetanordnung für eine
Lichtbogentreiberanordnung eines elektrischen Schaltgeräts mit einem
Permanentmagneten und einer Abdeckung aus elektrisch isolierendem Material. Ferner betrifft die Erfindung ein Schaltgerät für Gleichstromanwendung mit mindestens einer Strombahn, mindestens einer Schaltkontaktanordnung zum
Unterbrechen der Strombahn, wobei die Schaltkontaktanordnung in einer
Schaltkammer eines Gehäuses des Schaltgerätes angeordnet ist, und mit einer Lichtbogentreiberanordnung, die in der Schaltkammer angeordnet ist und zumindest im Bereich der Schaltkontaktanordnung der jeweiligen Strombahn ein Magnetfeld erzeugt.
Permanentmagnetanordnungen und Schaltgeräte der eingangs genannten Art sind aus der EP 2 061 053 A2 bekannt. Zur Schaffung eines Schaltgeräts für
Gleichstromanwendungen wird dort vorgeschlagen, das Gehäuse eines Schaltgeräts für Wechselstromanwendungen zu verwenden, wobei zusätzlich Permanentmagnete vorgesehen sind, die ein Magnetfeld mit im wesentlichen quer zur einer Trennstrecke der Strombahnen verlaufenden Feldlinien aufweisen. In dem Gehäuse sind drei Aufnahmebereiche für jeweils eine Strombahn vorgesehen, wobei jeder Strombahn ein bewegbares Schaltkontaktelement sowie zwei einander gegenüberliegende feststehende Schaltkontaktelemente zugeordnet ist. Die drei bewegbaren
Schaltkontaktelemente sind dabei gemeinsam zwischen einer Schließstellung, die dem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts entspricht, und einer Öffnungsstellung, die dem ausgeschalteten Zustand Schaltgeräts entspricht, bewegbar. Den einzelnen Strombahnen sind jeweils zwei Lichtbogenlöscheinrichtungen zugeordnet, die jeweils in Form von einzelnen übereinander angeordneten, elektrisch voneinander isolierten Löschblechen ausgebildet sind. Außerdem weist jede Strombahn zwei Trennstrecken auf, die sich bei geöffneten bewegbaren Schaltkontaktelementen zwischen deren Enden und den diesen Enden zugeordneten ersten und zweiten feststehenden
Schaltkontaktelementen ausbilden. Beim Öffnen der Schaltkontaktelemente bildet sich entlang der Trennstrecken jeweils ein Lichtbogen aus, der mit Hilfe einer der Lichtbogenlöscheinrichtungen gelöscht werden kann. Da bei
Gleichstromanwendungen das Löschen eines Lichtbogens nicht aufgrund eines Nulldurchgangs des Stroms, wie bei Wechselstromanwendungen, erreicht werden kann, bedarf es bei Gleichstromanwendungen dem Vorsehen eines Magnetfeldes, welches den Lichtbogen in eine der Lichtbogenlöscheinrichtungen treibt. Dieses Magnetfeld wird je Strombahn durch zwei Permanentmagnetanordnungen gebildet, wobei ein Magnetfeld mit Feldlinien in einer Ausrichtung aufgebaut wird, die quer zu den Trennstrecken verlaufen und auf sich längs dieser Trennstrecken bildenden Lichtbögen eine Lorenzkraft erzeugen, welche die Lichtbögen in Richtung auf die Lichtbogenlöscheinrichtungen treibt. Die Lichtbogenlöscheinrichtungen umfassen jeweils zwei Permanentmagnetanordnungen. Diese umfassen jeweils einen
Permanentmagneten und einen Aufnahmeraum im Gehäuse des Schaltgeräts. Die Aufnahmeräume sind den Trennstrecken zugeordnet und beidseitig dieser
Trennstrecken angeordnet, so dass sie diese zwischen sich aufnehmen. In die Aufnahmeräume sind die Permanentmagnete eingesteckt und aufgenommen. Hierbei sind die Permanentmagnete fast vollständig von den Wänden der Aufnahmeräume umschlossen und durch diese elektrisch isoliert aufgenommen. Lediglich ein Teil der Permanentmagnete steht über eine Öffnung des Aufnahmeraums über. Bei hohen Strömen besteht somit die Gefahr, dass ein Lichtbogen auf die Permanentmagnete überschlägt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Permanentmagnetanordnung bereit zu stellen, bei der ein Überschlagen eines Lichtbogens auf den Permanentmagneten und damit ein Abbrand des Permanentmagneten möglichst verhindert wird.
Die Aufgabe wird durch eine Permanentmagnetanordnung für eine
Lichtbogentreiberanordnung eines elektrischen Schaltgeräts gelöst, wobei die
Permanentmagnetanordnung einen Permanentmagneten und eine Abdeckung aus elektrisch isolierendem Material umfasst, wobei die Abdeckung unmittelbar mit dem Permanentmagneten verbunden ist. Somit ist es möglich, denjenigen Teil eines Permanentmagneten unmittelbar mit einer Abdeckung zu versehen, welcher aus einer Aufnahmekammer für den
Permanentmagneten hervorsteht, so dass ein Überschlagen des Lichtbogens auf diesen vorstehenden Teil des Permanentmagneten verhindert wird. Im in der
Aufnahmekammer aufgenommenen Zustand ist der Permanentmagnet somit vollständig elektrisch isoliert. Hierbei ist auch von Vorteil, dass der Permanentmagnet bereits vor Einschieben in die Aufnahmekammer mit der Abdeckung versehen werden kann und als vorgefertigte Baueinheit bereitgestellt werden kann. Hierbei kann die Abdeckung lösbar oder unlösbar, z. B. stoffschlüssig, mit dem Permanentmagneten verbunden sein.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Schaltgerät für Gleichstromanwendungen gelöst, welches mindestens eine Strombahn, mindestens eine Schaltkontaktanordnung zum Unterbrechen einer Strombahn, wobei die Schaltkontaktanordnung in einer
Schaltkammer eines Gehäuses des Schaltgerätes angeordnet ist, sowie eine
Lichtbogentreiberanordnung, die in der Schaltkammer angeordnet ist und zumindest im Bereich der Schaltkontaktanordnung der jeweiligen Strombahn ein Magnetfeld erzeugt, umfasst, wobei die Lichtbogentreiberanordnung zumindest eine
Permanentmagnetanordnung wie vorangehend erläutert umfasst.
Die Lichtbogentreiberanordnung kann unterschiedlich gestaltet sein. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass zwei Permanentmagnetanordnungen wie vorgehend erläutert, vorgesehen sind, zwischen denen die Schaltkontaktanordnung angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass nur eine Permanentmagnetanordnung vorgesehen ist, die mit zwei parallel verlaufenden Polplatten verbunden ist, wobei der
Permanentmagnet oberhalb der Schaltkontaktanordnung angeordnet ist und die Polplatten die Schaltkontaktanordnung zwischen sich aufnehmen. In Ausgestaltung kann die Permanentmagnetanordnung in einer Aufnahmekammer des Gehäuses des Schaltgeräts aufgenommen sein und ausschließlich mit der
Abdeckung aus der Aufnahmekammer hervorstehen. Somit bildet das Gehäuse ein Teil der elektrischen Isolierung. Der aus der Aufnahmekammer herausstehende Teil des Permanentmagneten ist durch die Abdeckung elektrisch isoliert, so dass ein Überschlagen eines Lichtbogens auf den Permanentmagnet verhindert wird.
Die Aufnahmekammer kann hierbei in eine Wand des Gehäuses eingebracht sein.
Vorzugsweise ist die Wand aus einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material, zum Beispiel aus einem duroplastischem oder temperaturfesten thermoplastischen Kunststoff oder Keramik, gefertigt. Aus demselben Material kann auch die Abdeckung gefertigt sein.
Die Permanentmagnetanordnung kann einen Kodiervorsprung aufweisen, der beispielsweise am Permanentmagnet vorgesehen ist, mit dem die
Permanentmagnetanordnung in eine Kodierausnehmung der Aufnahmekammer eintaucht. Somit lässt sich gewährleisten, dass der Permanentmagnet grundsätzlich in der richtigen magnetischen Orientierung in die Aufnahmekammer eingesetzt wird, um sicher zu stellen, dass ein Lichtbogen in die richtige Richtung, d. h. in eine
Löscheinrichtung, getrieben wird. Für den Fall, dass der Permanentmagnet bzw. die Permanentmagnetanordnung in verkehrter Richtung in die Aufnahmekammer eingesetzt wird, ist die Aufnahmekammer derart gestaltet, dass der Kodiervorsprung nicht in die Kodierausnehmung eintauchen kann und die Permanentmagnetanordnung weiter aus der Aufnahmekammer vorsteht, als dies der Fall ist, wenn die
Permanentmagnetanordnung korrekt eingesetzt ist. Somit ist eine direkte visuelle Überprüfung des richtigen Sitzes der Permanentmagnetanordnung möglich. Ferner kann vorgesehen sein, dass z. B. ein Deckel oder weitere Bauteile des Schaltgeräts nicht montiert werden kann, wenn die Permanentmagnetanordnung falsch eingesetzt ist, indem die weiteren Bauteile gegen die Permanentmagnetanordnung stoßen und ein Montieren der weiteren Bauteile verhindert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltgerät; Figur 2 eine Draufsicht in das Schaltgerät gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Permanentmagnetanordnung und
Figur 4 einen Längsschnitt der Abdeckung der Permanentmagnetanordnung gemäß
Figur 3.
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Schaltgerät 1 in einem Teillängsschnitt mit einem Gehäuse 2, welches ein Unterteil 3 und ein Oberteil 4 umfasst. Figur 2 zeigt einen Blick in das Schaltgerät 1 , wobei das Oberteil 4 weggelassen ist, so dass man in das Unterteil 3 blicken kann. Die beiden Figuren 1 und 2 werden im folgenden zusammen beschrieben. Das Schaltgerät 1 weist drei Pole, d. h. drei Schaltbahnen, nämlich eine erste
Schaltbahn 5, eine zweite Schaltbahn 6 und eine dritte Schaltbahn 7 auf. Jede Schaltbahn 5, 6, 7 ist in einer separaten Schaltkammer, nämlich einer ersten
Schaltkammer 8, einer zweiten Schaltkammer 9 und einer dritten Schaltkammer 10 angeordnet. Die Schaltkammern 8, 9, 10 sind durch Zwischenwände 11, 12 des Gehäuses 2 elektrisch voneinander getrennt, wobei die Zwischenwände 11, 12 vorzugsweise magnetisch permeabel sind. Die drei Strombahnen 5, 6, 7 sind hinsichtlich ihres Aufbaus identisch, wobei im folgenden der Aufbau der
Strombahnen 5, 6, 7 exemplarisch anhand der mittleren zweiten Strombahn 6 näher erläutert wird.
Die zweite Strombahn 6 innerhalb der zweiten Schaltkammer 9 ist in Figur 1 im Längsschnitt dargestellt. Die zweite Schaltbahn 6 ist doppelt unterbrechend ausgebildet und weist eine erste Schaltkontaktanordnung 13 und eine zweite
Schaltkontaktanordnung 16 auf. Die beiden Schaltkontaktanordnungen 13, 16 sind identisch und spiegelbildlich zueinander ausgebildet.
Die erste Schaltkontaktanordnung 13, welche in Figur 1 auf der linken Seite dargestellt ist, umfasst ein Kontaktpaar mit einem ersten Kontakt 14 und einem zweiten Kontakt 15. Entsprechend ist die zweite Schaltkontaktanordnung 16 mit einem zweiten Kontaktpaar umfassend einen ersten Kontakt 17 und einen zweiten Kontakt 18 ausgebildet. Der erste Kontakt 14 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 ist auf einem ersten Festkontaktträger 19 angeordnet. Der erste Festkontaktträger 19 ist feststehend und somit unbeweglich im Gehäuse 2 des Schaltgeräts 1 angeordnet. Der erste Kontakt 14 ist an einem ersten freien Ende des ersten Festkontaktträgers 19 angeordnet. An einem diesem Ende abgewandten Ende des ersten Festkontaktträgers 19 ist ein erster Anschluss 23 für den Anschluss der ersten Strombahn 5 in einem Gleichstromkreis vorgesehen.
Der zweite Kontakt 15 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 befindet sich an einem Brückenschaltstück 20 einer Brückenanordnung 21 und ist bewegbar im Gehäuse 2 angeordnet. Das Brückenschaltstück 20 ist in der in Figur 1 dargestellten Orientierung vertikal zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Stellung verstellbar. In der angehobenen Stellung ist der zweite Kontakt 15 der ersten
Schaltkontaktanordnung 13 in Kontakt mit dem ersten Kontakt 14. In einer abgesenkten Stellung sind die beiden Kontakte 14, 15 außer Kontakt. In dieser Stellung bildet sich eine Trennstrecke zwischen dem ersten Kontakt 14 und dem zweiten Kontakt 15, entlang welcher sich ein Lichtbogen ausbilden kann.
Die zweite Schaltkontaktanordnung 16 ist identisch zur ersten
Schaltkontaktanordnung 13 ausgebildet. Der erste Kontakt 17 der zweiten
Schaltkontaktanordnung 16 befindet sich auf einem zweiten Festkontaktträger 22 und ist an einem ersten Ende des zweiten Festkontaktträgers 22 angeordnet. An einem diesem Ende abgewandten Ende des zweiten Festkontaktträgers 22 ist ein zweiter Anschluss 24 vorgesehen. Der zweite Kontakt 18 der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 ist ebenfalls am
Brückenschaltstück 20 angeordnet und zwar an einem vom zweiten Kontakt 15 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 abgewandten Ende desselben. Das
Brückenschaltstück 20 ist elektrisch leitend ausgebildet und verbindet die beiden zweiten Kontakte 15, 18 elektrisch miteinander. Im angehobenen Zustand des
Brückenschaltstücks 20 ist der zweite Kontakt 18 der zweiten Schaltanordnung 16 in Kontakt zum ersten Kontakt 17, wobei in der abgesenkten Stellung des
Brückenschaltstücks 20 die beiden Kontakte 17, 18 außer Kontakt gehalten sind und sich zwischen diesen eine Trennstrecke bildet, entlang welcher sich ebenfalls ein Lichtbogen ausbilden kann.
Im angehobenen Zustand des Brückenschaltstücks 20 kann somit ein Strom vom ersten Anschluss 23 über den ersten Festkontaktträger 19 zum ersten Kontakt der ersten Schaltkontaktanordnung 13, dann weiter zum zweiten Kontakt 15 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 über das Brückenschaltstück 20 zum zweiten Kontakt 18 der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 fließen. Von dort fließt der Strom weiter zum ersten Kontakt 17 der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 über den zweiten
Festkontaktträger 22 zum zweiten Anschluss 24.
Zum Verstellen des Brückenschaltstücks 20 ist eine Schaltbrücke 30 vorgesehen, welche vertikal verschiebbar im Gehäuse 2 angeordnet ist und das Brückenschaltstück 20 verstellt. Im angehobenen Zustand des Brückenschaltstücks 20, welcher dem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 entspricht, wird das Brückenschaltstück 20 mit seinen zweiten Kontakten 15, 18 über eine Feder 31 gegen die ersten Kontakte 14, 17 gedrückt, wobei sich die Feder 31 zwischen dem Brückenschaltstück 20 und der Schaltbrücke 30 abstützt.
In der zweiten Schaltkammer 9 sind zwei Löscheinrichtungen, nämlich eine erste Löscheinrichtung 27 und eine zweite Löscheinrichtung 28 vorgesehen. Die erste Löscheinrichtung 27 ist der ersten Schaltkontaktanordnung 13 und die zweite
Löscheinrichtung 28 der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 zugeordnet. Die beiden Löscheinrichtungen 27, 28 sind jeweils auf einer der Schaltbrückenanordnung 21 abgewandten Seite der jeweiligen Schaltkontaktanordnung 13, 16 angeordnet.
Um entstehende Lichtbögen zwischen den Kontaktpaaren in die Löscheinrichtungen 27, 28 zu treiben, sind in der zweiten Schaltkammer 9 zwei
Lichtbogentreiberanordnungen vorgesehen, nämlich eine erste Lichtbogentreiberanordnung 32 und eine zweite Lichtbogentreiberanordnung 33, wobei die erste Lichtbogentreiberanordnung 32 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 und die zweite Lichtbogentreiberanordnung 33 der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 zugeordnet ist. Die erste Lichtbogentreiberanordnung 32 umfasst zwei erste Permanentmagnetanordnungen 25, die in der zweiten Schaltkammer 9 angeordnet sind und die erste Schaltkontaktanordnung 13 zwischen sich aufnehmen. Die ersten Permanentmagnetanordnungen 25 sind parallel zu den Zwischenwänden 11, 12 angeordnet. Die beiden ersten Permanentmagneten 25 sind bezüglich ihrer
Magnetisierung gleichgerichtet angeordnet, so dass sich zwischen ihnen ein annähernd homogenes Magnetfeld mit Feldlinien quer zur Trennrichtung ausbildet. Somit verlaufen die Feldlinien des Magnetfeldes auch quer zu einem Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Kontakt 14 und dem zweiten Kontakt 15 der ersten
Schaltkontaktanordnung 13 ausbildet. Hierdurch entsteht durch das Magnetfeld eine Lorenzkraft, die auf den Lichtbogen einwirkt und diesen in Richtung zur ersten Löscheinrichtung 27 treibt.
Die zweite Lichtbogentreiberanordnung 33 ist vergleichbar zur ersten
Lichtbogentreiberanordnung 32 aufgebaut und umfasst zwei zweite
Permanentmagnetanordnungen 26, die die zweite Schaltkontaktanordnung 16 zwischen sich aufnehmen. Das Magnetfeld kann in derselben Richtung wie das der ersten Permanentmagnetanordnungen 25 ausgerichtet sein. Ein Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Kontakt 17 und dem zweiten Kontakt 18 der zweiten
Schaltkontaktanordnung 16 ausgebildet, weist eine Stromrichtung auf, die räumlich der Stromrichtung eines Lichtbogens zwischen den Kontakten 14, 15 der ersten Schaltkontaktanordnung 13 entgegengesetzt ist. Wenn ein Lichtbogen gemäß der Darstellung in Figur 1 zwischen den Kontakten 17, 18 der zweiten
Schaltkontaktanordnung 16 eine Stromrichtung vertikal nach unten aufweist, weist ein Lichtbogen zwischen den Kontakten 14, 15 der ersten Schaltkontaktanordnung eine Stromrichtung vertikal nach oben auf. Um einen Lichtbogen an der ersten
Schaltkontaktanordnung 13 nach links und einen Lichtbogen an der zweiten
Schaltkontaktanordnung 16 nach rechts in die zweite Löscheinrichtung 28 zu treiben, müssen demnach die Magnetfelder in derselbe Richtung ausgerichtet sein. Bei einer solchen Ausrichtung ist das Schaltgerät 1 jedoch nur für eine Stromrichtung geeignet, da es in einer anderen Stromrichtung nicht in der Lage ist, die Lichtbögen in die Löscheinrichtungen zu treiben. Um eine Unabhängigkeit von der Stromrichtung zu erzielen, können die Magnetfelder der beiden Lichtbogentreiberanordnungen 32, 33 entgegengesetzt ausgerichtet sein, so dass in der einen ersten Stromrichtung der Lichtbogen an der ersten Schaltkontaktanordnung 13 und in einer der ersten
Stromrichtung entgegengesetzten zweiten Stromrichtung der Lichtbogen an der zweiten Schaltkontaktanordnung 16 gelöscht wird.
Die erste Strombahn 5 und die dritte Strombahn 7 sowie die erste Schaltkammer 8 und die dritte Schaltkammer 10 sind identisch zur zweiten Strombahn 6 und zur zweiten Schaltkammer 9 ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass in der ersten Schaltkammer 8 und der dritten Schaltkammer 10 keine
Lichtbogentreiberanordnungen angeordnet sind. In der ersten Schaltkammer 8 und in der dritten Schaltkammer 10 sind somit keine Permanentmagnetanordnungen angeordnet. Die Lichtbogentreiberanordnungen 32, 33 der ersten Strombahn 6 strahlen auf die benachbarten Schaltkammern, nämlich die erste Schaltkammer 8 und die dritte Schaltkammer 10, aus um auch dort eine Lorenzkraft auf einen entstehenden Lichtbogen ausüben zu können. Grundsätzlich können jedoch auch die erste
Schaltkammer 8 und/oder die dritte Schaltkammer 10 mit
Lichtbogentreiberanordnungen versehen sein.
In den Figuren 3 und 4 ist die erste Permanentmagnetanordnung 25 im Detail dargestellt. Die übrigen Permanentmagnetanordnungen sind identisch aufgebaut. Die erste Permanentmagnetanordnung 25 umfasst einen Permanentmagneten 34, der plattenförmig gestaltet ist. An einem Ende des Permanentmagneten 34, welches in der Darstellung gemäß Figur 1 das obere Ende ist, ist eine Abdeckung 35 aus einem elektrisch isolierenden Material unmittelbar an dem Permanentmagneten 34 befestigt. Hierzu weist der Permanentmagnet 34 Befestigungsvorsprünge 36 auf, die in eine Befestigungsausnehmung 37 der Abdeckung 35 eintauchen. Die Abdeckung 35 kann lösbar mit dem Permanentmagneten 34 über Kraftschluss oder fest über Stoffschluss, zum Beispiel über eine Verklebung, verbunden sein. Aus Figur 2 geht hervor, dass in den Schaltkammern 8, 9, 10 Aufnahmekammern 38 vorgesehen sind. Exemplarisch wird eine Aufnahmekammer 38 in der zweiten Schaltkammer 9 im folgenden näher erläutert. Die Aufnahmekammer 38 ist an einer der Zwischenwände 11 angeordnet, wobei die Zwischenwand 11 auch gleichzeitig eine Wand der Aufnahmekammer 38 darstellt. Ferner umfasst die Aufnahmekammer 38 eine parallel zur Zwischenwand 11 verlaufende Innenwand 39 sowie die
Zwischenwand 11 und die Innenwand 39 verbindende Seitenwände 40, 41, so dass eine in Figur 1 nach oben geöffnete Aufnahmekammer 38 entsteht. Diese ist zudem nach unten durch eine Bodenwand 42 des Gehäuses 2 abgeschlossen. Der
Permanentmagnet 34 mit daran befestigter Abdeckung 35 ist in die Aufnahmekammer 38 von oben eingeschoben, wobei nur die Abdeckung 35 aus der Aufnahmekammer 38 nach oben übersteht. Da alle Wände 12, 39, 40, 41 der Aufnahmekammer 38 aus einem elektrisch isolierendem Material gefertigt sind, wird ein Überspringen eines Lichtbogens auf den Permanentmagneten 34 wirksam verhindert.
An einem der Abdeckung 35 abgewandten Seite weist der Permanentmagnet 34 einen Kodiervor sprung 44 auf, mit dem dieser in eine Kodierausnehmung 43 der
Aufnahmekammer 38 eintaucht. Da der Kodiervorsprung 44 und die
Kodierausnehmung 43 seitlich versetzt von einer Symmetrieachse angeordnet sind, kann der Permanentmagnet 34 nur in einer seiner magnetischen Ausrichtungen eingesetzt werden. Hierdurch wird vermieden, dass ein falsches Magnetfeld aufgebaut wird.
Ferner weist die Abdeckung 35 nach oben weisende Anschlagvorsprünge 45 auf. Wenn der Permanentmagnet 34 falsch herum in die Aufnahmekammer 38 eingesetzt wird, kann der Kodiervorsprung 44 nicht in die Kodierausnehmung 43 eintauchen, so dass der Permanentmagnet 34 weiter aus der Aufnahmekammer 38 vorsteht, als wenn er korrekt eingesetzt wird. In dieser nicht korrekt eingesetzten Stellung lassen sich der Festkontaktträger 19 nicht montieren, da dieser gegen die Anschlagvorsprünge 45 anstößt. Eine Fehlmontage wird somit sicher vermieden. Bezugszeichenliste
1 Schaltgerät
2 Gehäuse
3 Unterteil
4 Oberteil
5 erste Strombahn
6 zweite Strombahn
7 dritte Strombahn
8 erste Schaltkammer
9 zweite Schaltkammer
10 dritte Schaltkammer
11 Zwischenwand
12 Zwischenwand
13 erste Schaltkontaktanordnung
14 erster Kontakt
15 zweiter Kontakt
16 zweite Schaltkontaktanordnung
17 erster Kontakt
18 zweiter Kontakt
19 erster Festkontaktträger
20 Brückenschaltstück
21 Brückenanordnung
22 zweiter Festkontaktträger
23 erster Anschluss
24 zweiter Anschluss
25 erste Permanentmagnetanordnungen
26 zweite Permanentmagnetanordnungen
27 erste Löscheinrichtung
28 zweite Löscheinrichtung
29 Löschblech
30 Schaltbrücke
31 Feder erste Lichtbogentreiberanordnung zweite Lichtbogentreiberanordnung
Permanentmagnet
Abdeckung
Befestigungsvorsprung
Befestigungsausnehmung
Aufnahmekammer
Innenwand
Seitenwand
Seitenwand
Bodenwand
Ko d ierausnehmung
Ko diervor sprung
Anschlagvorsprung

Claims

Patentansprüche
1. Permanentmagnetanordnung (25, 26) für eine
Lichtbogentreiberanordnung (32, 33) eines elektrischen Schaltgeräts (1) mit einem Permanentmagneten (34) und einer Abdeckung (35) aus elektrisch isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (35) unmittelbar mit dem Permanentmagneten (34) verbunden ist.
2. Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Abdeckung (35) aus einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material gefertigt ist.
3. Schaltgerät für Gleichstromanwendungen umfassend
mindestens eine Strombahn (5, 6, 7),
mindestens eine Schaltkontaktanordnung (13, 16) zum Unterbrechen der mindestens einen Strombahn (5, 6, 7), wobei die Schaltkontaktanordnung (13, 16) in einer Schaltkammer (8, 9, 10) eines Gehäuses (2) des Schaltgeräts (1) angeordnet ist, sowie eine Lichtbogentreiberanordnung (32, 33), die in der Schaltkammer (8, 9, 10) angeordnet ist und zumindest im Bereich der Schaltkontaktanordnung (13, 16) der jeweiligen Strombahn (5, 6, 7) ein Magnetfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogentreiberanordnung (32, 33) zumindest eine Permanentmagnetanordnung (25, 26) nach Anspruch 1 umfasst.
4. Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogentreiberanordnung (32, 33) zwei Permanentmagnetanordnungen (25, 26) nach Anspruch 1 umfasst, zwischen denen die Schaltkontaktanordnung (13, 16) angeordnet ist.
5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetanordnung (25, 26) in einer
Aufnahmekammer (38) des Gehäuses (1) aufgenommen ist und ausschließlich mit der Abdeckung (35) aus dieser hervorsteht.
6. Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aufnahmekammer (38) in eine Wand (11, 12) des Gehäuses (1) eingebracht ist.
7. Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (11, 12) aus einem elektrisch isolierenden und magnetisch permeablen Material gefertigt ist.
8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetanordnung (25, 26) einen Kodiervorsprung (44) aufweist, mit dem die Permanentmagnetanordnung (25, 26) in eine
Kodier ausnehmung (43) der Aufnahmekammer (38) eintaucht.
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