WO2014068055A1 - Gleichstromschaltgerät - Google Patents

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WO2014068055A1
WO2014068055A1 PCT/EP2013/072806 EP2013072806W WO2014068055A1 WO 2014068055 A1 WO2014068055 A1 WO 2014068055A1 EP 2013072806 W EP2013072806 W EP 2013072806W WO 2014068055 A1 WO2014068055 A1 WO 2014068055A1
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WO
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switching
arc
switching device
quenching
switching contact
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Application number
PCT/EP2013/072806
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Inventor
Johann Koppensteiner
Original Assignee
Eaton Industries (Austria) Gmbh
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Publication date
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Priority to EP13805279.0A priority patent/EP2915176A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns

Definitions

  • the invention relates to a DC switching device according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is therefore to provide a DC switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, and with which DC currents high power can be switched safely.
  • a DC switching device which has a high switching capacity at DC currents, and which is therefore suitable for switching DC currents of high power.
  • Such a DC switching device has a high level of security, in particular against thermal destruction.
  • Fig. 1 shows a particularly preferred embodiment of a subject DC switching device in a partially sectioned view in elevation
  • FIG. 2 shows the arc extinguishing arrangement of the DC switching device according to FIG. 1 in axonometric representation
  • Fig. 3 quenching plates and arc running rail in an arrangement according to FIG. 1 without further components.
  • FIG. 1 to 3 show a particularly preferred embodiment of a DC switching device 1, or parts of an arc extinguishing arrangement 6 of such a DC switching device 1, wherein the DC switching device 1 has at least one electrical input 2 and at least one electrical output 3, and at least one first switching contact 4th and a movable switching bridge 20, wherein the DC switching device 1 further comprises an arc extinguishing assembly 6, wherein the arc extinguishing assembly 6 has at least a first arc extinguishing chamber 7, which has a plurality of quenching plates 9, wherein an arc guide rail 18 is conductively connected to the first switching contact 4, which opposite the quenching plates 9 is arranged in the first arc quenching chamber 7.
  • a DC switching device 1 which has a high switching capacity at DC currents, and which is therefore suitable for switching DC currents of high power.
  • Such a DC switching device 1 has a high level of security, in particular against thermal destruction.
  • the subject invention relates to switching devices, which are provided for the switching of direct currents and specially designed.
  • the invention relates to DC switching devices 1, which are intended and designed for the intended switching high voltages in the range of several hundred volts, about 600V operating voltage, as well as currents in the two-digit ampere range.
  • An objective DC switching device 1 has an electrical input 2 and an electrical output 3, which are preferably designed as screw terminals, as shown in Fig. 1. Furthermore, the DC switching device 1 has an insulating material housing.
  • the DC switching device 1 has in its illustrated and preferred embodiment, a single switching path, but a double interruption of this single switching path is provided. It is preferably provided that the DC switching device 1 next to the first switching contact 4 further comprises a second switching contact 5, which are both fixed to the housing, and can be electrically connected by a movable switching bridge 20, whereby an electrically conductive current path from the input 2 to the output 3 is formed becomes. It is provided that the position of the switching bridge 20 is manually controlled by the shift lever 19. It is preferably provided that the shift lever 19 acts on the switching bridge 20 via a snap-action switching mechanism in order to achieve a sudden opening and closing of the switching path. It can also be provided to carry out the subject DC switching device 1 as a so-called.
  • Self-switch which has one or more triggers, such as an overcurrent release and / or a short-circuit release. Furthermore, it is preferably provided that the DC switching device 1 has a switching mechanism, in particular when the same is carried out as a self-switch.
  • representational DC switching devices 1 are provided, which in addition to the first switching contact 4 only have the movable switching bridge 20, which - is connected - for example by a flexible conductor - to the output 3, to such a current path through the DC switching device 1 form.
  • the current flow through the DC switching device 1 shown is from the electrical input 2 to the first switching contact 4, from this via the switching bridge 20 to the second switching contact 5 and from this to the electrical output 3.
  • the switching bridge 20 in this case two, designed as electrical contacts Has areas to contact with the first switching contact 4 and the second switching contact 5, this is referred to in the diction of the subject application only as a switching bridge 20. It can also be provided that also the first switching contact 4 and the second switching contact 5 are designed as movable electrical contacts.
  • the DC switching device 1 further comprises an arc extinguishing arrangement 6 in order to extinguish arcs 11, which arise in the course of a switching operation, to extinguish.
  • This is intended to prevent current from continuing to flow through the DC switching device 1 due to so-called “stationary” arcs 11 and also to damage the DC switching device 1 due to the thermal effect of the arcs 11.
  • Such arcs 11 occur, in particular, during a switch-off operation "refers to the separation of the switching bridge 20 of the first and second electrical switching contact 4, 5 to prevent current flow through the DC switching device 1.
  • the physical relationships in the ignition of an arc 11 are described in the law of induction.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment of the arc extinguishing arrangement 6, in forming the DC switching device with a first and a second switching contact 4, 5.
  • the first switching contact 4 and the second switching contact 5 are shown, but this without any Further contacts are shown to illustrate only their arrangement relative to the respective arc extinguishing chambers 7, 8.
  • the switching bridge 20 likewise shown in FIG. 2.
  • the arc extinguishing arrangement 6 has a first arc quenching chamber 7 and a second arc quenching chamber 8.
  • first arc quenching chamber 7 is assigned to the first switching contact 4, and that the second arc quenching chamber 8 is assigned to the second switching contact 5, wherein also embodiments are provided with only a first arc quenching chamber 7, if no second switching contact 5 is present.
  • assigned refers in this context to an arrangement of the relevant arc quenching chamber 7, 8 with respect to the specified switching contact 4, 5 in such a way that an emerging at the switching contact 4, 5 arc 11 its way into or to the relevant arc quenching chamber 7, 8 shows the two switching contacts 4, 5 in the region of the respective arc quenching chamber 7, 8.
  • first arc quenching chamber 7 and the second arc quenching chamber 8 are arranged parallel to each other in the DC switching device 1, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • first arc quenching chamber 7 and the second arc quenching chamber 8 a plurality of quenching plates 9 are arranged in each case.
  • the quenching plates 9 are preferably arranged substantially normal to the arc guide rail 18, wherein between the side by side mounted quenching plates 9 is in each case a distance.
  • at least one quenching plate 9 of the first arc quenching chamber 7 is electrically conductively connected to a quenching plate 9 of the second arc quenching chamber 8, provided that a first and a second arc extinguishing chamber 7, 8 are provided.
  • the quenching plates 9 are preferably formed from an electrically and magnetically conductive metal, preferably comprising iron. Furthermore, it is preferably provided that the quenching plates 9 are formed substantially identical to each other. As shown in Fig. 3, it can be provided that individual quenching plates 9 are formed larger than the vast majority of quenching plates 9. These quenching plates 9, which protrude from the overall composite of the quenching plates 9, in particular in a region next to the trajectory of Switching bridge 20 is arranged. In this regard, the differences between the illustrated in Fig. 3 schematic arrangement of quenching plates 9 and the corresponding Aligning plates in Fig. 1, in which all quenching plates 9 are formed similar.
  • the DC switching device 1 has at least one arc rail 18, which arc rail 18 is conductively connected to the first switching contact 4, and which arc rail 18 is disposed opposite the quenching plates 9 in the DC switching device 1.
  • the arc runner 18 is part of the first arc extinguishing chamber 7.
  • an arc guide rail 18 with the first switching contact 4 and a further arc rail 18 with the second switching contact 5 is each conductively connected, which are arranged opposite the quenching plates 9 in the arc extinguishing arrangement 6, therefore in the respective arc quenching chamber 7, 8.
  • FIGS. 1 to 3 only the arc running rail 18 connected to the first switching contact 4 is shown.
  • the distance between the arc runner 18 and the respective oppositely disposed quenching plates 9 decreases with increasing distance from the first switching contact 4.
  • that one Connecting line of the arc running rail 18 facing ends of the latter arranged against the quenching plates 9 to the web 23 of the arc guide rail 18 includes an acute angle. Said distance is to be determined in each case in extension of the respective quenching plates 9.
  • the arc 11, which is shown by way of example in FIG. 3 offers an electrotechnically attractive path. Due to the respectively decreasing to be bridged air gap of the arc 11 is pulled away by this arrangement in the direction 26 from the first switching contact 4, which sweeps across the quenching plate away, and thereby each loses energy.
  • the said distance between the arc runner 18 and the respective oppositely arranged quenching plates 9 away from the first switching contact 4 decreases away.
  • the arc runner 18 is preferably also formed comprising copper.
  • the arc guide rail 18 is Z-shaped, in particular as a corresponding bent sheet metal strip, and that a first angle 21 between a first leg 22 and a web 23 of the Z-shaped arc track 18 is an obtuse angle. It is provided in particular that the first angle 21 is between 95 ° and 100 °. As shown in Fig. 1, it is particularly provided that on the first leg 22 of the first switching contact 4 is arranged.
  • first leg 22 and a second leg 24 of the arc guide rail 18 are adapted to the further geometry of the DC switching device 1, wherein preferably and as in the illustrated preferred embodiment, it is provided that the first leg 22 and a second leg 24 are arranged substantially parallel. According to a particular embodiment, it is provided that formed between the arc rail 18 and the quenching plates 9, a channel which narrows with increasing distance from the first switching contact 4.
  • the switching bridge 20 is designed such that an optionally resulting when opening the switching contact arc is discharged into the channel and enters the channel between the arc runner and quenching plates.
  • the arc is further drawn between the arc guide rail and quenching plates in the narrowing channel between the two.
  • the arc guide rail 18 is configured such that it forms a boundary of the narrowing channel at least over half of the quenching plates.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Bei einem Gleichstromschaltgerät (1) mit wenigstens einem elektrischen Eingang (2) sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang (3), sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt (4) und einer beweglichen Schaltbrücke (20), wobei das Gleichstromschaltgerät (1) weiters eine Lichtbogenlöschanordnung (6) aufweist, wobei die Lichtbogenlöschanordnung (6) wenigstens eine erste Lichtbogenlöschkammer (7) aufweist, welche eine Mehrzahl an Löschblechen (9) aufweist, wird vorgeschlagen, dass eine Lichtbogenlaufschiene (18) mit dem ersten Schaltkontakt (4) leitend verbunden ist, welche gegenüberliegend den Löschblechen (9) in dem Gleichstromschaltgerät (1), insbesondere in der ersten Lichtbogenlöschkammer (7), angeordnet ist.

Description

GLEICHSTROMSCHALTGERÄT
Die Erfindung betrifft ein Gleichstromschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind Schaltgeräte zum Schalten von Gleichströmen an sich bekannt. Jedoch war die Anwendung von Gleichstrom über lange Zeit in der Regel auf den Klemleistungsbereich beschränkt, in welchem kaum Probleme beim Schalten der Gleichströme auftraten.
Seit der Verbreitung von Fotovoltaikanwendungen sowie leistungsstarker Batterie-Back-up- Systeme für EDV- Serveranlagen ist es erforderlich auch Gleichströme höherer Spannung und Leistung zu Schalten. Dabei haben sich die bekannten Wechselstromschaltgeräte als in vielen Belangen ungeeignet erwiesen. So kann es etwa beim Schalten von Gleichströmen mit einem Wechselstromschalter selbst bei Spannungen und Strömen weit unter den maximalen Wechselstrom-Leistungsgrenzen des betreffenden Wechselstromschalters zu dessen Totalverlust kommen. Dies kann in weiterer Folge, neben dem Ausfall einer elektrischen Anlage, auch zu einem Brand führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Gleichstromschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem Gleichströme hoher Leistung sicher geschaltet werden können.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Dadurch kann ein Gleichstromschaltgerät geschaffen werden, welches ein hohes Schaltvermögen bei Gleichströmen aufweist, und welches daher dazu geeignet ist, Gleichströme hoher Leistung zu schalten. Ein derartiges Gleichstromschaltgerät weist eine hohe Sicherheit, insbesondere gegen thermische Zerstörung auf.
Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Ansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines gegenständlichen Gleichstromschaltgeräts in teilweise geschnittener Ansicht im Aufriss;
Fig. 2 die Lichtbogenlöschanordnung des Gleichstromschaltgeräts gemäß Fig. 1 in axonometrischer Darstellung; und
Fig. 3 Löschbleche und Lichtbogenlaufschiene in einer Anordnung gemäß Fig. 1 ohne weitere Komponenten.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Gleichstromschaltgeräts 1, bzw. Teile einer Lichtbogenlöschanordnung 6 eines solchen Gleichstromschaltgeräts 1, wobei das Gleichstromschaltgerät 1 wenigstens einen elektrischen Eingang 2 sowie wenigstens einen elektrischen Ausgang 3 aufweist, sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt 4 und einer beweglichen Schaltbrücke 20, wobei das Gleichstromschaltgerät 1 weiters eine Lichtbogenlöschanordnung 6 aufweist, wobei die Lichtbogenlöschanordnung 6 wenigstens eine erste Lichtbogenlöschkammer 7 aufweist, welche eine Mehrzahl an Löschblechen 9 aufweist, wobei eine Lichtbogenlaufschiene 18 mit dem ersten Schaltkontakt 4 leitend verbunden ist, welche gegenüberliegend den Löschblechen 9 in der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 angeordnet ist.
Dadurch kann ein Gleichstromschaltgerät 1 geschaffen werden, welches ein hohes Schaltvermögen bei Gleichströmen aufweist, und welches daher dazu geeignet ist, Gleichströme hoher Leistung zu schalten. Ein derartiges Gleichstromschaltgerät 1 weist eine hohe Sicherheit, insbesondere gegen thermische Zerstörung auf. Die gegenständliche Erfindung betrifft Schaltgeräte, welche für das Schalten von Gleichströmen vorgesehen und speziell ausgebildet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung Gleichstromschaltgeräte 1, welche zum bestimmungsgemäßen Schalten hoher Spannungen im Bereich mehrerer Hundert Volt, etwa 600V Betriebsspannung, sowie von Strömen im zweistelligen Amperebereich vorgesehen und ausgebildet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines Gleichstromschaltgeräts 1 mit einer einzelnen Schaltstrecke näher beschrieben. Es können aber auch Ausführungen mit mehreren parallelen Schaltstrecken, daher schaltbaren Strompfaden, vorgesehen sein.
Ein gegenständliches Gleichstromschaltgerät 1 weist einen elektrischen Eingang 2 sowie einen elektrischen Ausgang 3 auf, welche bevorzugt als Schraubklemmen ausgebildet sind, wie auch in Fig. 1 dargestellt. Weiters weist das Gleichstromschaltgerät 1 ein Isolierstoffgehäuse auf.
Das Gleichstromschaltgerät 1 weist in dessen dargestellten und bevorzugten Ausführungsform eine einzelne Schaltstrecke auf, wobei jedoch eine doppelte Unterbrechung dieser einzelnen Schaltstrecke vorgesehen ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Gleichstromschaltgerät 1 neben dem ersten Schaltkontakt 4 weiters einen zweiten Schaltkontakt 5 aufweist, welche beide gehäusefest angeordnet sind, und durch eine bewegliche Schaltbrücke 20 elektrisch leitend verbunden werden können, wodurch ein elektrisch leitender Strompfad vom Eingang 2 zum Ausgang 3 gebildet wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Stellung der Schaltbrücke 20 durch den Schalthebel 19 manuell steuerbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schalthebel 19 über ein Sprungeinschaltwerk auf die Schaltbrücke 20 wirkt, um ein sprunghaftes Öffnen und Schließen der Schaltstrecke zu erreichen. Es kann auch vorgesehen sein, das gegenständliche Gleichstromschaltgerät 1 als sog. Selbstschalter auszuführen, welches einen oder mehrere Auslöser, etwa einen Überstromauslöser und/oder einen Kurzschlussauslöser aufweist. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gleichstromschaltgerät 1 ein Schaltschloss aufweist, insbesondere bei Ausführung des Selbigen als Selbstschalter. Es sind auch - nicht dargestellte - Ausführungen gegenständlicher Gleichstromschaltgeräte 1 vorgesehen, welche neben dem ersten Schaltkontakt 4 lediglich die bewegliche Schaltbrücke 20 aufweisen, welche - etwa durch einen flexiblen Leiter - mit dem Ausgang 3 verbunden ist, um derart einen Strompfad durch das Gleichstromschaltgerät 1 zu bilden.
Bei geschlossenen Schaltkontakten erfolgt der Stromfluss durch das dargestellte Gleichstromschaltgerät 1 vom elektrischen Eingang 2 zum ersten Schaltkontakt 4, von diesem über die Schaltbrücke 20 zum zweiten Schaltkontakt 5 und von diesem weiter zum elektrischen Ausgang 3. Wenngleich die Schaltbrücke 20 dabei zwei, als elektrische Kontakte ausgebildete Bereiche aufweist, um mit dem ersten Schaltkontakt 4 und dem zweiten Schaltkontakt 5 zu kontaktieren, wird diese in der Diktion der gegenständlichen Anmeldung lediglich als Schaltbrücke 20 bezeichnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass auch der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt 5 als bewegliche elektrische Kontakte ausgebildet sind.
Das Gleichstromschaltgerät 1 weist weiters eine Lichtbogenlöschanordnung 6 auf, um Lichtbögen 11, welche im Zuge eines Schaltvorgangs entstehen, zum Verlöschen zu bringen. Dadurch soll verhindert werden, dass aufgrund sog.„stehender" Lichtbögen 11 weiterhin ein Stromfluss über das Gleichstromschaltgerät 1 erfolgt und zudem aufgrund der thermischen Wirkung der Lichtbögen 11 eine Beschädigung des Gleichstromschaltgeräts 1 erfolgt. Derartige Lichtbögen 11 treten insbesondere bei einem Ausschaltvorgang auf. „Ausschaltvorgang" bezeichnet dabei das Trennen der Schaltbrücke 20 von dem ersten und zweiten elektrischen Schaltkontakt 4, 5 zum Unterbinden eines Stromflusses durch das Gleichstromschaltgerät 1. Die physikalischen Zusammenhänge beim Zünden eines Lichtbogens 11 sind im Induktionsgesetz beschriebenen.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Lichtbogenlöschanordnung 6, bei Ausbildung des Gleichstromschaltgeräts mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontakt 4, 5. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt 5 dargestellt, wobei diese jedoch ohne jede weitere Kontaktierung dargestellt sind, um lediglich deren Anordnung relativ zu den jeweiligen Lichtbogenlöschkammern 7, 8 zu veranschaulichen. Selbiges trifft auf die ebenfalls in Fig. 2 dargestellte Schaltbrücke 20 zu. Die Lichtbogenlöschanordnung 6 weist in der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform eine erste Lichtbogenlöschkammer 7 und eine zweite Lichtbogenlöschkammer 8 auf. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Lichtbogenlöschkammer 7 dem ersten Schaltkontakt 4 zugeordnet ist, und dass die zweite Lichtbogenlöschkammer 8 dem zweiten Schaltkontakt 5 zugeordnet ist, wobei auch Ausführungen mit nur einer ersten Lichtbogenlöschkammer 7 vorgesehen sind, wenn kein zweiter Schaltkontakt 5 vorhanden ist. Der Begriff„zugeordnet" bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Anordnung der betreffenden Lichtbogenlöschkammer 7, 8 gegenüber dem angegebenen Schaltkontakt 4, 5 in der Art, dass ein an dem Schaltkontakt 4, 5 entstehender Lichtbogen 11 seinen Weg in bzw. an die betreffende Lichtbogenlöschkammer 7, 8 findet. Fig. 2 zeigt die beiden Schaltkontakte 4, 5 im Bereich der jeweiligen Lichtbogenlöschkammer 7, 8.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Lichtbogenlöschkammer 7 und die zweite Lichtbogenlöschkammer 8 in dem Gleichstromschaltgerät 1 parallel nebeneinander angeordnet sind, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt.
In der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 sind jeweils eine Mehrzahl an Löschblechen 9 angeordnet. Die Löschbleche 9 sind dabei bevorzugt im Wesentlichen Normal auf die Lichtbogenlaufschiene 18 angeordnet, wobei zwischen den nebeneinander montierten Löschblechen 9 jeweils ein Abstand besteht. Jeweils wenigstens ein Löschblech 9 der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 ist dabei mit einem Löschblech 9 der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 elektrisch leitend verbunden, sofern eine erste und eine zweite Lichtbogenlöschkammer 7, 8 vorgesehen sind.
Die Löschbleche 9 sind bevorzugt aus einem elektrisch und magnetisch leitfähigem Metall gebildet, bevorzugt umfassend Eisen. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Löschbleche 9 im Wesentlichen zueinander identisch ausgebildet sind. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann dabei vorgesehen sein, dass einzelne Löschbleche 9 größer ausgebildet sind, als der überwiegende Großteil der Löschbleche 9. Diese Löschbleche 9, welche aus dem Gesamtverbund der Löschbleche 9 herausragen, sind insbesondere in einem Bereich nächst der Bewegungsbahn der Schaltbrücke 20 angeordnet. Diesbezüglich wird auf die Unterschiede der in Fig. 3 dargestellten schematischen Anordnung aus Löschblechen 9 und den entsprechenden Löschblechen in Fig. 1 hingewiesen, bei welchen sämtliche Löschbleche 9 gleichartig ausgebildet sind.
Wird - bei einem Stromfluss über das Gleichstromschaltgerät 1 - die Schaltbrücke 20 von dem ersten Schaltkontakt 4 und dem zweiten Schaltkontakt 5 weg bewegt, entsteht ein Lichtbogen 11 vom ersten Schaltkontakt 4 zur Schaltbrücke 20, sowie ein weiterer Lichtbogen 11 von der Schaltbrücke 20 zum zweiten Schaltkontakt 5. Bei einer gewissen Länge der durch die Lichtbögen 11 zu überbrückenden Luftstrecke springen diese zu den Löschblechen 9 der Lichtbogenlöschkammern 7, 8 über. Es hat sich dabei gezeigt, dass die zu diesem Zeitpunkt bestehenden Lichtbögen 11 eine erstaunliche Stabilität aufweisen, und es sein kann, dass diese Lichtbögen 11 an den betreffenden Löschblechen 9, an denen sie Kontaktieren, bestehen bleiben, bis es zur thermischen Zerstörung des Gleichstromschaltgeräts 1 kommt. Dieses Problem ist in der Wechselstromtechnik in der Art nicht bekannt, da es aufgrund der ständig erfolgenden Nulldurchgänge der anliegenden Spannung schnell zu einem Verlöschen auftretender Wechselstromlichtbögen kommt.
Es ist daher vorgesehen, dass das Gleichstromschaltgerät 1 wenigstens eine Lichtbogenlaufschiene 18 aufweist, welche Lichtbogenlaufschiene 18 mit dem ersten Schaltkontakt 4 leitend verbunden ist, und welche Lichtbogenlaufschiene 18 gegenüberliegend den Löschblechen 9 in dem Gleichstromschaltgerät 1 angeordnet ist. Je nach Aufbau des Gleichstromschaltgeräts 1 kann dabei vorgesehen sein, dass die Lichtbogenlaufschiene 18 Teil der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Lichtbogenlaufschiene 18 mit dem ersten Schaltkontakt 4 sowie eine weitere Lichtbogenlaufschiene 18 mit dem zweiten Schaltkontakt 5 jeweils leitend verbunden ist, welche gegenüber den Löschblechen 9 in der Lichtbogenlöschanordnung 6, daher in der jeweiligen Lichtbogenlöschkammer 7, 8, angeordnet sind. In den Fig. 1 bis 3 ist lediglich die mit dem ersten Schaltkontakt 4 verbundene Lichtbogenlaufschiene 18 dargestellt.
Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Lichtbogenlaufschiene 18 und den jeweils dieser gegenüber angeordneten Löschblechen 9 mit zunehmendem Abstand vom ersten Schaltkontakt 4 abnimmt. Mit anderen Worten, dass eine Verbindungslinie der, der Lichtbogenlaufschiene 18 zugewandten Enden der dieser gegenüber angeordneten Löschbleche 9 zu der dem Steg 23 der Lichtbogenlaufschiene 18 einen spitzen Winkel einschließt. Besagter Abstand ist dabei jeweils in Verlängerung der jeweiligen Löschbleche 9 zu bestimmen. Dadurch kann dem Lichtbogen 11, welcher beispielhaft in Fig. 3 eingezeichnet ist, ein elektrotechnisch attraktiver Weg geboten werden. Durch die jeweils geringer werdende zu überbrückende Luftstrecke wird der Lichtbogen 11 durch diese Anordnung in Richtung 26 vom ersten Schaltkontakt 4 weggezogen, wobei dieser über die Löschblechanordnung hinweg streicht, und dabei jeweils an Energie einbüßt.
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der besagte Abstand zwischen der Lichtbogenlaufschiene 18 und den jeweils dieser gegenüber angeordneten Löschblechen 9 vom ersten Schaltkontakt 4 weg stetig abnimmt.
Die gemäß der in Fig. 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung von Löschblechen 9 vorgesehenen zwei, aus der Anordnung der restlichen Löschbleche 9 herausragenden Löschbleche 9 sind jeweils nicht gegenüber der Lichtbogenlaufschiene 18 angeordnet.
Die Lichtbogenlaufschiene 18 ist bevorzugt ebenfalls umfassend Kupfer ausgebildet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lichtbogenlaufschiene 18 Z-förmig ausgebildet ist, insbesondere als entsprechend gebogener Blechstreifen, und dass ein erster Winkel 21 zwischen einem ersten Schenkel 22 und einem Steg 23 der Z-förmigen Lichtbogenlaufschiene 18 ein stumpfer Winkel ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Winkel 21 zwischen 95° und 100°beträgt. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist insbesondere vorgesehen, dass an dem ersten Schenkel 22 der erste Schaltkontakt 4 angeordnet ist.
Es ist dabei vorgesehen, dass der erste Schenkel 22 und ein zweiter Schenkel 24 der Lichtbogenlaufschiene 18 entsprechend an die weitere Geometrie des Gleichstromschaltgeräts 1 angepasst sind, wobei vorzugsweise und wie bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, dass der erste Schenkel 22 und ein zweiter Schenkel 24 im Wesentlichen parallel angeordnet sind. Nach einer besonderen Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass sich zwischen der Lichtbogenlaufschiene 18 und den Löschblechen 9 ein Kanal ausgebildet, der sich mit zunehmenden Abstand von dem ersten Schaltkontakt 4 verengt.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Schaltbrücke 20 derart ausgebildet, dass ein bei Öffnung des Schaltkontaktes gegebenenfalls entstehender Lichtbogen in den Kanal abführbar ist und in den Kanal zwischen Lichtbogenlaufschiene und Löschblechen einläuft. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein Ende des Lichtbogens im Bereich der geöffneten Schaltbrücke an eines der benachbarten Löschbleche wandert. Hierdurch wird der Lichtbogen weiter zwischen Lichtbogenlaufschiene und Löschblechen in den sich verengenden Kanal zwischen beiden gezogen.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtbogenlaufschiene 18 derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest über die Hälfte der Löschbleche eine Begrenzung des sich verengenden Kanal bildet.

Claims

Patentansprueche
1. Gleichstromschaltgerät (1) mit wenigstens einem elektrischen Eingang (2) sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang (3), sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt (4) und einer beweglichen Schaltbrücke (20), wobei das Gleichstromschaltgerät (1) weiters eine Lichtbogenlöschanordnung (6) aufweist, wobei die Lichtbogenlöschanordnung (6) wenigstens eine erste Lichtbogenlöschkammer (7) aufweist, welche eine Mehrzahl an Löschblechen (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtbogenlaufschiene (18) mit dem ersten Schaltkontakt (4) leitend verbunden ist, welche gegenüberliegend den Löschblechen (9) in dem Gleichstromschaltgerät (1), insbesondere in der ersten Lichtbogenlöschkammer (7), angeordnet ist.
2. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lichtbogenlaufschiene (18) und den jeweils dieser gegenüber angeordneten Löschblechen (9) mit zunehmendem Abstand vom ersten Schaltkontakt (4) abnimmt.
3. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lichtbogenlaufschiene (18) und den jeweils dieser gegenüber angeordneten Löschblechen (9) vom ersten Schaltkontakt (4) weg stetig abnimmt.
4. Gleichstromschaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlaufschiene (18) Z-förmig ausgebildet ist, und dass ein erster Winkel (21) zwischen einem ersten Schenkel (22) und einem Steg (23) der Z-förmigen Lichtbogenlaufschiene (18) ein stumpfer Winkel ist.
5. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (22) und ein zweiter Schenkel (24) im Wesentlichen parallel angeordnet sind.
6. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Schenkel (22) der erste Schaltkontakt (4) angeordnet ist.
7. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen zweiten Schaltkontakt (5) aufweist, und dass, zum Herstellen des leitenden Strompfades vom Eingang (2) zum Ausgang (3), der erste Schaltkontakt (4) und der zweite Schaltkontakt (5) mittels der Schaltbrücke (20) leitend verbunden sind.
8. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöschanordnung (6) eine zweite Lichtbogenlöschkammer (8) aufweist, umfassend eine Mehrzahl an Löschblechen (9), und dass eine weitere Lichtbogenlaufschiene mit dem zweiten Schaltkontakt (5) leitend verbunden ist, welche gegenüberliegend den Löschblechen (9) in der zweiten Lichtbogenlöschkammer (8) angeordnet ist.
9. Gleichstromschaltgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtbogenlaufschiene (18) und den Löschblechen (9) ein Kanal ausgebildet ist, der sich mit zunehmenden Abstand von dem ersten Schaltkontakt (4) verengt.
10. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbrücke (20) derart ausgebildet ist, dass ein bei Öffnung des Schaltkontaktes gegebenenfalls entstehender Lichtbogen in den Kanal zwischen Lichtbogenlaufschiene und Löschblechen einläuft.
11. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlaufschiene (18) derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest über die Hälfte der Löschbleche eine Begrenzung des sich verengenden Kanal bildet.
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