WO2013014281A1 - Schütz für gleichstrombetrieb - Google Patents

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WO2013014281A1
WO2013014281A1 PCT/EP2012/064809 EP2012064809W WO2013014281A1 WO 2013014281 A1 WO2013014281 A1 WO 2013014281A1 EP 2012064809 W EP2012064809 W EP 2012064809W WO 2013014281 A1 WO2013014281 A1 WO 2013014281A1
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contact
contact bridge
contacts
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Karsten Gerving
Ralf Thar
Johannes Meissner
Volker Lang
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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    • H01H1/20—Bridging contacts
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    • H01H1/2066—Fork-shaped bridge; Two transversally connected contact arms bridging two fixed contacts

Definitions

  • the invention relates to a contactor for DC operation, comprising a first and a second contact, which are formed as fixed contacts, and a third and a fourth contact, which are arranged on a contact bridge. Furthermore, the contactor comprises a guide, through which the contact bridge along a
  • Moving direction is movably mounted, and a magnet assembly for generating electromagnetic force on electric arcs.
  • the first and third contact and the second and fourth Kantakt each form pairs of contacts, between which
  • the heating leads to a high degree of wear ("burning off") of the contacts if the arc remains at the contact location for an extended period of time, leading to a reduction in contactor life
  • suitable permanent magnets and arc-quenching devices are usually used for DC applications, the permanent magnets being arranged in the vicinity of the pairs of contacts, each generating a magnetic field which, with a suitable polarity, generates a force on the respective arc, what is usually called “magnetic blowing”.
  • the arcs are moved by this force in the direction of adjacent to the
  • both arcs are driven with proper use each in one of the extinguishing chambers.
  • both arcs are not moved into the quenching chambers by the action of the blast fields, but rather in the opposite direction, which may result in them remaining in one place for too long, thus causing the negative effects described above.
  • the permanent magnets usually have a mutually opposing polarity. The two arcs are so in the same due to the oppositely directed current flow
  • AC operation described which in addition to the two permanent magnets with opposite polarity comprises two puff coils.
  • the puff coils are activated only when one of the arcs, driven by the magnetic field of one of the permanent magnets, jumps over a suitably arranged arc guide plate. Due to the effect of the coil magnetic field, the arc is then directed in the direction of a quenching device.
  • the disadvantage here is the increased space required for the additional extinguishing device in the contactor, the heating by the current flow in the coil and not least the increased by the use of additional coils manufacturing cost of the contactor.
  • Blasraum extending, sharp-edged groove has. Will an arc of the Blown away chamber, so prevents the formation of the groove a
  • the present invention is therefore based on the object to provide an improved contactor for bidirectional DC operation.
  • the contactor according to the invention is characterized in that the movable contact bridge has at least one recess which is arranged between the guide and the third contact, wherein the at least one recess is formed such that an opening is provided on the contact bridge; through which an arc produced at the third contact can occur in the direction of the direction of movement of the contact bridge. Through this opening arcs can escape, which are blown by the magnetic field for guidance. Also, between the guide and the fourth contact, a corresponding recess may be arranged. This further recess can be identical in terms of their design and their spatial arrangement to the recess between the guide and third contact. The following comments on the last-mentioned recess therefore also refer to the recess between the guide and the fourth contact.
  • Arc chambers Arc chambers.
  • the two magnets are preferably oppositely poled. Arcing when opening the contacts arcs, so regardless of the current direction in the contactor always one of the arcs is driven by the magnetic field of one of the magnets in the direction of the associated extinguishing device. The other arc, however, moves towards the leadership of the contact bridge. However, the recess prevents the arc from damaging the guide wreaks. Rather, the arc is guided by suitable Umleitbleche through the recess and away from the contacts. In this way, damage to the materials in the area of the contacts and the leadership of the
  • At least one of the permanent magnets is provided with a pair of
  • Pole sheet provided, which surround the contact pair, which is associated with the permanent magnet, at least partially laterally.
  • the pole plates provide a relatively homogeneous magnetic field in the area of the contacts, which further strengthens the force on the arcs. Again, that the other permanent magnet can be equipped with pole plates accordingly.
  • the contact bridge comprises a substantially strip-shaped basic body with an upper side, a lower side, two longitudinal sides and two narrow sides.
  • the contact bridge can be made of a metal strip.
  • the at least one recess in the contact bridge is formed in the form of an indentation, which is open to one of the longitudinal sides of the contact bridge.
  • the indentation is understood as a spatial area which is accessible both from the top side, the bottom side, and from one of the longitudinal sides of the contact bridge.
  • the contact bridge has said two
  • Recesses each in the form of indentations, wherein the recesses may be open to the same longitudinal side of the contact bridge or opposite longitudinal sides of the contact bridge.
  • the Contact bridge can be L-shaped.
  • the contact bridge preferably has an extension on at least one of its narrow sides, which has an angle to the main body of the contact bridge.
  • another extension can also be formed on the other narrow side, which can be identical or approximately identical to the first-mentioned extension in terms of shape and arrangement.
  • the extension extends substantially away from the fixed contacts and can serve to guide the arcs in the direction of suitable extinguishing devices.
  • the extension preferably extends substantially perpendicular to the main body of the contact bridge.
  • the extension and the base are at an angle of 90 °.
  • the extension can also be designed such that it extends substantially parallel to the main body. Extension and body form two mutually spaced U-legs.
  • the angle at U-shaped arrangement of the extension is then 180 °.
  • the angle can also assume values of 90 ° to 180 °, for example 120 or 150 °.
  • the contact bridge In the region of the recess, the cross-section of the contact bridge is reduced.
  • the contact bridge there preferably has a widening or a widening section.
  • the widenings may be formed for example as additional bends, which are integrally formed on one of the longitudinal sides of the base body.
  • a first deflecting plate may be arranged, which engages at least partially in the at least one recess of the contact bridge.
  • the contactor may have a further, second deflecting plate, which engages in the other recess of the contact bridge.
  • the first deflecting plate is arranged between the guide of the contact bridge and the third contact, while the second deflecting plate is arranged between the guide of the contact bridge and the fourth contact.
  • Deflector plate associated contact are routed away.
  • the baffles may be formed integrally with the fixed contacts.
  • the first deflecting plate comprises an angled section.
  • the angled section preferably forms a substantially right angle with the remaining part of the deflecting plate.
  • the contactor according to the invention comprises a first partition, which is arranged between the guide of the contact bridge and the third contact, preferably between the guide of the contact bridge and the first baffle.
  • the first partition at least partially engages in the at least one recess of the contact bridge. It is made of an insulating material such as ceramic or plastic and serves as an additional protection against the damage caused by an arc.
  • the contactor may have a further, second partition which is arranged between the guide of the contact bridge and the fourth contact and engages in the other recess of the contact bridge.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that a respective quenching chamber is arranged adjacent to the contact pairs. At least one of the arcs can be directed by the magnetic field of one of the permanent magnets in a suitable polarity in one of the extinguishing chambers. These are between each of the pairs of contacts and the adjacent thereto arranged quenching chamber respectively
  • Arcing baffles arranged.
  • the arc guide plates are designed such that the distance between baffles leading to the same quenching chamber, increases in the direction of this quenching chamber.
  • Figure 1 is a partial perspective view of a contactor according to the invention in the open position of the contacts;
  • Figure 2a shows a side view of the contactor of Figure 1 in longitudinal section
  • Figure 2b shows a further side view of the contactor of Figure 1 in longitudinal section
  • Figure 3 shows a perspective view of a contact bridge
  • Figure 4 shows a plan view of the contact bridge of Figure 3
  • FIG. 1 shows a perspective partial view of a contactor 1 according to the invention.
  • the contactor 1 comprises a first contact 21 and a second contact 22, a third contact 31 and a fourth contact 32.
  • the first contact 21 and the second contact 22 are formed as fixed contacts.
  • the third contact 31 and the fourth contact 32 are arranged on a contact bridge 4.
  • the contact bridge 4 is movably mounted on a guide 9.
  • the contact bridge 4 can by the movable mounting between a closed position in which a contact contact between a first contact pair, consisting of the first contact 21 and the third contact 31, and a second contact pair consisting of the second contact 22 and the fourth contact 32nd , is given and moved to an open position. In the open position, no contact is made between the first contact 21 and the third contact 31 and the second contact 22 and the fourth contact 32.
  • the contact bridge 4 is in Figure 1 in the open position.
  • the contactor 1 comprises a magnet arrangement, which consists of two permanent magnets 51, which are oppositely poled. The direction of the magnetic fields is indicated by the arrows 52.
  • the contact bridge 4 comprises two recesses 42, which are each arranged between one of the contacts 31, 32 and the guide 9 of the contact bridge (a detailed description of the contact bridge is later in the context of the description of Figures 3 and 4).
  • the contactor 1 comprises two deflecting plates 7, which are each arranged between one of the contacts 31, 32 and the guide 9 of the contact bridge. Each of the two baffles 7 engages in one of the recesses 42.
  • the contactor 1 Adjacent to the baffles 7 insulating on their side facing the guide 9 of the contact bridge 4 side partitions 71 are arranged, each of which partially engage in one of the recesses 42.
  • the contactor 1 further comprises two arc extinguishing chambers 81 and
  • Arc guide plates 82 Arc guide plates 82.
  • the arc guide plates 82 are designed such that the distance between baffles 82, which lead to the same quenching chamber 81, increases in the direction of this quenching chamber.
  • the magnetic fields of the permanent magnets 51 generate a force on each of the arcs formed when the contacts are opened. By the opposite polarity of the permanent magnets is always one of the arcs away from the contacts, on the arc guide plates 82 in a
  • Arc quenching chamber 81 steered where it can be made to extinguish.
  • Figure 2a a side view of the contactor 1 is shown in longitudinal section.
  • the magnetic fields of the permanent magnets 51 generate a force on each of the resulting arcs when opening the contacts 8.
  • the arcs 8 are shown in Figure 2a only in a schematic representation.
  • the direction of force is sketched in FIG. 2a by a vector arrow based on the arc. Due to the opposite polarity of the permanent magnets, one of the arcs 8 is always directed away from the contacts, via the arc guide plates 82 into an arc extinguishing chamber 81, where it can be extinguished.
  • the respective other arc 8, however, is driven in the direction of the guide 9 of the contact bridge 4.
  • Figure 2b shows the contactor 1 according to Figure 2a, but at a later date. Due to the design of the arc guide plates 82, which widen in the direction of the quenching chamber 81, the arc 8 now in the vicinity of the quenching chamber 82 is also widened, which additionally contributes to its cooling. The other arc 8, however, is guided away from the third contact 31 through the recess 42 and via the deflecting plate 7. Optionally, 4 arc quenching plates 83 may be arranged over the contact bridge, so that the deflected arc 8 can finally be driven between the quenching plates 83 and deleted there.
  • Figure 3 shows a perspective view of the contact bridge 4.
  • Figure 4 shows the contact bridge in plan view.
  • the contact bridge 4 has a substantially strip-shaped basic shape with a top 401, a bottom 402, two longitudinal sides 403 and two narrow sides 404. At the bottom of the contact bridge 4 are the third contact 31 and the fourth contact 32nd
  • the contact bridge 4 comprises the two recesses 42, in the form of Indentations are formed.
  • the two recesses 42 are open to a longitudinal side 403 of the contact bridge 4.
  • the two recesses 42 viewed from above ( Figure 4) are L-shaped.
  • the recesses 42 are configured such that movement of an arc 8 (FIGS. 2a, 2b) along the contact bridge 4 is interrupted on a direct path between one of the contacts 31, 32 and the elevation 47.
  • an arc 8 arises at the third contact 31, it is first driven by the action of the permanent magnets 51 (FIG. 1) along the contact bridge 4 in the direction of the elevation 47. However, its movement in the direction of the elevation 47 is stopped at the recess 42 and the arc 8 can be deflected in the direction of movement of the contact bridge 4. In this way, the arc 8 can not reach the guide 9 (FIG. 1). Furthermore, the contact bridge on its narrow sides 404 extensions 43. The
  • Projections 43 extend substantially away from the third contact 31 and the fourth contact 32 and form with the main body of the contact bridge 4 is a substantially right angle. In the area of the recesses 42, the
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a magnet arrangement of FIG
  • a contact pair consisting of the first and the third contact or of the second and the fourth contact (not shown), is preferably arranged between the two pole plates 53.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schütz für Gleichstrombetrieb, umfassend einen ersten Kontakt (21) und einen zweiten Kontakt (22), die als Festkontakte ausgebildet sind, einen dritten Kontakt (31) und einen vierten Kontakt (32), eine Kontaktbrücke (4), die den dritten und vierten Kontakt (31, 32) trägt, eine Führung (9), durch die die Kontaktbrücke (4) entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert ist, eine Magnetanordnung (5) zur Erzeugung elektromagnetischer Kraft auf elektrische Lichtbögen (8), die beim Öffnen der Kontakte (21, 22, 31, 32) entstehen, wobei in einer geschlossenen Stellung der Kontaktbrücke (4) ein Berührungskontakt hergestellt ist zwischen einem ersten Kontaktpaar, das den ersten und den dritten Kontakt (21, 31) umfasst, und zwischen einem zweiten Kontaktpaar, das den zweiten und den vierten Kontakt (22, 32) umfasst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kontaktbrücke (4) mindestens eine Aussparung (42) aufweist, die zwischen der Führung (9) und dem dritten Kontakt (31) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Aussparung (42) derart ausgebildet ist, dass an der Kontaktbrücke (4) eine Öffnung gegeben ist, durch die ein am dritten Kontakt (31) entstandener Lichtbogen (8) in Richtung der Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke (4) treten kann.

Description

SCHUETZ FUER GLEICHSTROMBETRIEB
Die Erfindung betrifft ein Schütz für Gleichstrombetrieb, das einen ersten und einen zweiten Kontakt, die als Festkontakte ausgebildet sind, sowie einen dritten und einen vierten Kontakt umfasst, die an einer Kontaktbrücke angeordnet sind. Des Weiteren umfasst das Schütz eine Führung, durch die die Kontaktbrücke entlang einer
Bewegungsrichtung beweglich gelagert ist, und eine Magnetanordnung zur Erzeugung elektromagnetischer Kraft auf elektrische Lichtbögen. Der erste und dritte Kontakt und der zweite und vierte Kantakt bilden jeweils Kontaktpaare, zwischen denen
Berührungskontakt gegeben ist, wenn die Kontaktbrücke sich in einer geschlossenen Stellung befindet.
Insbesondere beim Öffnen der Kontakte kann es zu einem elektrischen Lichtbogen kommen, also einem Funkenschlag mit Gasentladung. Das Auftreten von Lichtbögen beim Schaltvorgang hat negative Auswirkungen auf das Schütz. Durch den Lichtbogen wird der Stromfluss zwischen den Kontakten auch nach der räumlichen Trennung der entsprechenden Kontaktflächen aufrechterhalten, wodurch sich die Schaltzeit verlängert. Die elektrische Entladung im Lichtbogen setzt darüber hinaus eine relativ hohe Wärmemenge frei, wodurch eine unerwünschte Erwärmung im Schütz stattfindet. Die Erhitzung führt insbesondere zu einem hohen Verschleiß („Abbrennen") der Kontakte, falls der Lichtbogen über längere Zeit am Ort der Kontakte verbleibt. Das führt schließlich zu einer Verringerung der Lebensdauer des Schützes. Beim Schütz mit sogenannter Doppelunterbrechung entsteht im Allgemeinen an jedem der beiden Kontaktpaare ein Lichtbogen. Zur Lösung des oben beschriebenen Problems werden für Gleichstromanwendungen üblicherweise geeignete Permanentmagnete und Lichtbogenlöscheinrichtungen verwendet. Die Permanentmagnete sind in der Nähe der Kontaktpaare angeordnet. Sie erzeugen jeweils ein Magnetfeld, das bei einer geeigneten Polung eine Kraft auf den jeweiligen Lichtbogen erwirkt, was zumeist als„magnetische Blasung" bezeichnet wird. Die Lichtbögen werden durch diese Kraft in Richtung von benachbart zu den
Kontaktpaaren angeordneten Lichtbogenlöscheinrichtungen wie z.B. Löschkammern getrieben. Für einen unidirektionalen Betrieb können die Permanentmagnete gleiche Polung aufweisen. Bei dieser Anordnung werden beide Lichtbögen bei sachgemäßem Gebrauch jeweils in eine der Löschkammern getrieben. Wird jedoch das Schütz falsch gepolt angeschlossen, so werden beide Lichtbögen durch die Wirkung der Blasfelder nicht in die Löschkammern bewegt, sondern in entsprechende Gegenrichtung, was dazu führen kann, dass sie zu lange an einer Stelle verharren und somit die oben beschriebenen negativen Effekte eintreten.
Wenn das Schütz bidirektional betrieben werden soll, weisen die Permanentmagnete üblicherweise eine zueinander entgegen gerichtete Polung auf. Die beiden Lichtbögen werden aufgrund des entgegengesetzt gerichteten Stromflusses so in die gleiche
Richtung bewegt. Dadurch wird polungsunabhängig stets ein Lichtbogen in Richtung der Löschkammer, der andere von der Löschkammer weg getrieben. Es müssen demnach auch hier geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um die durch einen der Lichtbögen verursachten negativen Effekte zu verhindern.
In der DE 10 2006 035 844 B4 wird ein Schütz für Gleichstrom- und
Wechselstrombetrieb beschrieben, die zusätzlich zu den zwei Permanentmagneten mit entgegen gesetzter Polung zwei Blasspulen umfasst. Die Blasspulen werden erst aktiviert, wenn einer der Lichtbögen, getrieben durch das Magnetfeld eines der Permanentmagnete, auf ein geeignet angeordnetes Lichtbogenleitblech überspringt. Durch die Wirkung des Spulen-Magnetfeldes wird der Lichtbogen anschließend in Richtung einer Löscheinrichtung gelenkt. Nachteilig hierbei sind der vermehrte Platzbedarf für die zusätzliche Löscheinrichtung im Schütz, die Erwärmung durch den Stromfluss in der Spule sowie nicht zuletzt die durch die Verwendung der zusätzlichen Spulen erhöhten Herstellungskosten des Schützes.
Aus der DE 102 12 948 B4 ist ein Schütz für AC- und DC-Betrieb bekannt, bei dem die Kontaktbrücke auf der von der Blasrichtung abliegenden Seite eine quer zur
Blasrichtung verlaufende, scharfkantige Nut aufweist. Wird ein Lichtbogen von der Löschkammer weg getrieben, so verhindert die Ausbildung der Nut eine
Weiterbewegung des Lichtbogens, der an der Kante der Nut hängen bleibt. Bei einer Umkehrung der Stromflussrichtung im AC-Betrieb wird der Lichtbogen schließlich in eine Löschkammer getrieben. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass bei
Gleichstrombetrieb der Lichtbogen im oben beschriebenen Fall für eine relativ lange Zeit im Mittelbereich der Kontaktbrücke bleibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schütz für bidirektionalen Gleichstrombetrieb bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach zeichnet sich das erfindungsgemäße Schütz dadurch aus, die bewegliche Kontaktbrücke mindestens eine Aussparung aufweist, die zwischen der Führung und dem dritten Kontakt angeordnet ist, wobei die mindestens eine Aussparung derart ausgebildet ist, dass an der Kontaktbrücke eine Öffnung gegeben ist; durch die ein am dritten Kontakt entstandener Lichtbogen in Richtung der Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke treten kann. Durch diese Öffnung können Lichtbögen entweichen, die durch das Magnetfeld zur Führung hin geblasen werden. Auch zwischen der Führung und dem vierten Kontakt kann eine entsprechende Aussparung angeordnet sein. Diese weitere Aussparung kann hinsichtlich ihrer Ausgestaltung und ihrer räumlichen Anordnung identisch zur Aussparung zwischen Führung und drittem Kontakt sein. Die folgenden Ausführungen zur letztgenannten Aussparung beziehen sich somit auch auf die Aussparung zwischen Führung und viertem Kontakt.
Das erfindungsgemäße Schütz umfasst ferner in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils einem Kontaktpaar zugeordnete Permanentmagnete und
Lichtbogenlöscheinrichtungen. Die beiden Magnete sind vorzugsweise entgegengesetzt gepolt. Entstehen beim Öffnen der Kontakte Lichtbögen, so wird unabhängig von der Stromrichtung im Schütz stets einer der Lichtbögen durch das Magnetfeld eines der Magneten in Richtung der zugehörigen Löscheinrichtung getrieben. Der andere Lichtbogen bewegt sich hingegen auf die Führung der Kontaktbrücke zu. Durch die Aussparung wird dabei jedoch verhindert, dass der Lichtbogen Schaden an der Führung anrichtet. Vielmehr wird der Lichtbogen mittels geeigneter Umleitbleche durch die Aussparung hindurch und weg von den Kontakten geführt. Auf diese Weise kann eine Beschädigung der Materialien im Bereich der Kontakte und der Führung der
Kontaktbrücke verhindert werden.
Vorzugsweise ist zumindest einer der Permanentmagnete mit einem Paar von
Polblechen versehen, die das Kontaktpaar, dem der Permanentmagnet zugeordnet ist, zumindest teilweise seitlich umschließen. Die Polbleche sorgen für ein relativ homogenes Magnetfeld im Bereich der Kontakte, was die Kraft auf die Lichtbögen weiter verstärkt. Auch hier gilt, dass auch der andere Permanentmagnet entsprechend mit Polblechen ausgestattet sein kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktbrücke einen im Wesentlichen streifenförmigen Grundkörper mit einer Oberseite, einer Unterseite, zwei Längsseiten sowie zwei Schmalseiten. Die Kontaktbrücke kann dabei aus einem Blechstreifen hergestellt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Aussparung in der Kontaktbrücke in Form einer Einbuchtung ausgebildet, die zu einer der Längsseiten der Kontaktbrücke offen ist. Dabei wird die Einbuchtung als ein Raumbereich verstanden, der sowohl von der Oberseite, der Unterseite, wie auch von einer der Längsseiten der Kontaktbrücke her zugänglich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Kontaktbrücke besagte zwei
Aussparungen jeweils in Form von Einbuchtungen auf, wobei die Aussparungen zur derselben Längsseite der Kontaktbrücke oder zu gegenüber liegenden Längsseiten der Kontaktbrücke offen sein können. Die mindestens eine Aussparung in der
Kontaktbrücke kann L-förmig sein. Die Kontaktbrücke weist vorzugsweise an wenigstens einer ihrer Schmalseiten einen Fortsatz auf, der einen Winkel zum Grundkörper der Kontaktbrücke aufweist.
Entsprechend kann auch an der anderen Schmalseite ein weiterer Fortsatz ausgebildet sein, der zum erstgenannten Fortsatz hinsichtlich Form und Anordnung identisch oder in etwa identisch sein kann. Der Fortsatz erstreckt sich im Wesentlichen weg von den Festkontakten und kann zur Leitung der Lichtbögen in Richtung geeigneter Löscheinrichtungen dienen. Der Fortsatz erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu dem Grundkörper der Kontaktbrücke. Fortsatz und Grundkörper stehen dabei in einem Winkel von 90°. Der Fortsatz kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass er sich im Wesentlichen parallel zum Grundkörper erstreckt. Fortsatz und Grundkörper bilden dabei zwei zueinander beabstandete U-Schenkel. Der Winkel bei U-förmiger Anordnung des Fortsatzes beträgt dann 180°. Je nach Schütz kann der Winkel auch Werte von 90° bis 180° annehmen, beispielsweise 120 oder 150°.
Im Bereich der Aussparung ist der Querschnitt der Kontaktbrücke verringert. Um den dadurch erhöhten elektrischen Widerstand in diesem Bereich zu verringern, weist die Kontaktbrücke dort vorzugsweise eine Aufweitung oder einen Aufweitungsabschnitt auf. Die Aufweitungen können zum Beispiel als zusätzliche Abwinkelungen ausgebildet sein, die an einer der Längsseiten des Grundkörpers angeformt sind.
Zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem dritten Kontakt kann ein erstes Umleitblech angeordnet sein, das in die mindestens eine Aussparung der Kontaktbrücke zumindest teilweise eingreift. Das Schütz kann ein weiteres, zweites Umleitblech aufweisen, die in die andere Aussparung der Kontaktbrücke greift. Dabei ist das erste Umleitblech zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem dritten Kontakt angeordnet, während das zweite Umleitblech zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem vierten Kontakt angeordnet ist. Bei geeigneter Polung der Magnetanordnung kann damit einer der Lichtbögen über eines der Umleitbleche von dem diesem
Umleitblech zugeordneten Kontakt weg geleitet werden. Die Umleitbleche können mit den Festkontakten einstückig ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erste Umleitblech einen abgewinkelten Abschnitt. Dabei bildet der abgewinkelte Abschnitt bevorzugt einen im Wesentlichen rechten Winkel mit dem restlichen Teil des Umleitblechs.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Schütz eine erste Trennwand, die zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem dritten Kontakt angeordnet ist, bevorzugt zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem ersten Umleitblech. Die erste Trennwand greift in die mindestens eine Aussparung der Kontaktbrücke zumindest teilweise ein. Sie ist aus einem Isolierstoff gebildet, wie zum Beispiel aus Keramik oder Kunststoff und dient einem zusätzlichen Schutz vor den durch einen Lichtbogen verursachten Schäden. Das Schütz kann eine weitere, zweite Trennwand aufweisen, die zwischen der Führung der Kontaktbrücke und dem vierten Kontakt angeordnet ist und in die andere Aussparung der Kontaktbrücke greift.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass benachbart zu den Kontaktpaaren jeweils eine Löschkammer angeordnet ist. Zumindest einer der Lichtbögen kann so vom magnetischen Feld eines der Permanentmagnete bei geeigneter Polung in eine der Löschkammern gelenkt werden. Dazu sind zwischen jedem der Kontaktpaare und der dazu benachbart angeordneten Löschkammer jeweils
Lichtbogenleitbleche angeordnet. Die Lichtbogenleitbleche sind derart ausgestaltet, dass sich der Abstand zwischen Leitblechen, die zur selben Löschkammer führen, sich in Richtung dieser Löschkammer vergrößert.
Die Erfindung wird ferner in Verbindung mit den beiliegenden Figuren beschrieben, wobei Figur 1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Schützes in geöffneter Stellung der Kontakte zeigt;
Figur 2a eine Seitenansicht des Schützes der Figur 1 im Längsschnitt zeigt;
Figur 2b eine weitere Seitenansicht des Schützes der Figur 1 im Längsschnitt zeigt;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Kontaktbrücke zeigt; Figur 4 eine Draufsicht der Kontaktbrücke der Figur 3 zeigt; und
Figur 5 eine perspektivische Teilansicht einer Magnetanordnung zeigt. In Figur 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Schützes 1 dargestellt. Das Schütz 1 umfasst einen ersten Kontakt 21 und einen zweiten Kontakt 22, einen dritten Kontakt 31 und einen vierten Kontakt 32. Der erste Kontakt 21 und der zweite Kontakt 22 sind als Festkontakte ausgebildet. Der dritte Kontakt 31 und der vierte Kontakt 32 sind an einer Kontaktbrücke 4 angeordnet. Die Kontaktbrücke 4 ist an einer Führung 9 beweglich gelagert. Die Kontaktbrücke 4 kann durch die bewegliche Lagerung zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Berührungskontakt zwischen einem ersten Kontaktpaar, bestehend aus dem ersten Kontakt 21 und dem dritten Kontakt 31 , sowie einem zweiten Kontaktpaar, bestehend aus dem zweiten Kontakt 22 und dem vierten Kontakt 32, gegeben ist und einer geöffneten Stellung bewegt werden. Bei der geöffneten Stellung ist kein Berührungskontakt zwischen dem ersten Kontakt 21 und dem dritten Kontakt 31 sowie dem zweiten Kontakt 22 und dem vierten Kontakt 32 gegeben. Die Kontaktbrücke 4 befindet sich in Figur 1 in der geöffneten Stellung.
Weiter umfasst das Schütz 1 eine Magnetanordnung, die aus zwei Permanentmagneten 51 besteht, die gegensätzlich gepolt sind. Die Richtung der Magnetfelder wird durch die Pfeile 52 angedeutet. Die Kontaktbrücke 4 umfasst zwei Aussparungen 42, die jeweils zwischen einem der Kontakte 31, 32 und der Führung 9 der Kontaktbrücke angeordnet sind (eine detaillierte Beschreibung der Kontaktbrücke erfolgt später im Rahmen der Beschreibung zu den Figuren 3 und 4). Ferner umfasst das Schütz 1 zwei Umleitbleche 7, die jeweils zwischen einem der Kontakte 31, 32 und der Führung 9 der Kontaktbrücke angeordnet sind. Jedes der beiden Umleitbleche 7 greift in eine der Aussparungen 42 ein.
Benachbart zu den Umleitblechen 7 sind auf ihrer der Führung 9 der Kontaktbrücke 4 zugewandten Seite isolierende Trennwände 71 angeordnet, die jeweils teilweise in eine der Aussparungen 42 eingreifen. Das Schütz 1 umfasst ferner zwei Lichtbogenlöschkammern 81 und
Lichtbogenleitbleche 82. Die Lichtbogenleitbleche 82 sind dabei derart ausgestaltet, dass der Abstand zwischen Leitblechen 82, die zur selben Löschkammer 81 führen, sich in Richtung dieser Löschkammer vergrößert. Die Magnetfelder der Permanentmagnete 51 erzeugt eine Kraft auf jeden der beim Öffnen der Kontakte entstandenen Lichtbögen. Durch die gegensätzliche Polung der Permanentmagnete wird stets einer der Lichtbögen von den Kontakten weg, über die Lichtbogenleitbleche 82 in eine
Lichtbogenlöschkammer 81 gelenkt, wo er zum Erlöschen gebracht werden kann. In Figur 2a ist eine Seitenansicht des Schützes 1 im Längsschnitt dargestellt. Bezüglich der einzelnen Bauteile und Besonderheiten sei daher auf die Beschreibung zu Figur 1 hingewiesen. Die Magnetfelder der Permanentmagnete 51 erzeugt eine Kraft auf jeden der beim Öffnen der Kontakte entstandenen Lichtbögen 8. Die Lichtbögen 8 sind in Figur 2a lediglich in schematischer Darstellung gezeigt. Die Kraftrichtung ist in Figur 2a durch einen auf dem Lichtbogen fußenden Vektorpfeil skizziert. Durch die gegensätzliche Polung der Permanentmagnete wird stets einer der Lichtbögen 8 von den Kontakten weg, über die Lichtbogenleitbleche 82 in eine Lichtbogenlöschkammer 81 gelenkt, wo er zum Erlöschen gebracht werden kann. Der jeweils andere Lichtbogen 8 wird indes in Richtung der Führung 9 der Kontaktbrücke 4 getrieben.
Figur 2b zeigt den Schütz 1 gemäß Figur 2a, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt. Aufgrund der Ausgestaltung der Lichtbogenleitbleche 82, die sich in Richtung der Löschkammer 81 weiten, ist der sich nun in der Nähe der Löschkammer 82 befindende Lichtbogen 8 ebenfalls geweitet, was zusätzlich zu seiner Abkühlung beiträgt. Der andere Lichtbogen 8 wird indes durch die Aussparung 42 und über das Umleitblech 7 von dem dritten Kontakt 31 weg geleitet. Optional können über der Kontaktbrücke 4 Lichtbogenlöschbleche 83 angeordnet sein, so dass der abgelenkte Lichtbogen 8 schließlich zwischen die Löschbleche 83 getrieben und dort gelöscht werden kann. Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung die Kontaktbrücke 4. Figur 4 zeigt die Kontaktbrücke in der Draufsicht. Die Kontaktbrücke 4 hat eine im Wesentlichen streifenförmige Grundform mit einer Oberseite 401, einer Unterseite 402, zwei Längsseiten 403 und zwei Schmalseiten 404. An der Unterseite der Kontaktbrücke 4 befinden sich der dritte Kontakt 31 und der vierte Kontakt 32.
In der Mitte Kontaktbrücke 4 sind zwei Schlitze 45 und 46 ausgebildet, die mit der Führung (nicht dargestellt) zusammenwirken. Des Weiteren weist die Aussparung eine Erhöhung 47 auf, durch die die Lage eines Endes einer Feder 91 festgelegt werden kann. Die Kontaktbrücke 4 umfasst die zwei Aussparungen 42, die in Form von Einbuchtungen ausgebildet sind. Die beiden Aussparungen 42 sind zu einer Längsseite 403 der Kontaktbrücke 4 offen. Zudem sind die beiden Aussparungen 42 von oben betrachtet (Figur 4) L-förmig ausgebildet. Die Aussparungen 42 ist derart ausgestaltet, dass eine Bewegung eines Lichtbogens 8 (Figur 2a,2b) entlang der Kontaktbrücke 4 auf einem direkten Weg zwischen einem der Kontakte 31,32 und der Erhöhung 47 unterbrochen wird. Entsteht beispielsweise ein Lichtbogen 8 am dritten Kontakt 31 , so wird er zunächst durch die Wirkung der Permanentmagnete 51 (Figur 1) entlang der Kontaktbrücke 4 in Richtung der Erhöhung 47 getrieben. Seine Bewegung in Richtung der Erhöhung 47 wird jedoch an der Aussparung 42 gestoppt und der Lichtbogen 8 kann in die Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke 4 abgelenkt werden. Auf diese Weise kann der Lichtbogen 8 die Führung 9 (Figur 1) nicht erreichen. Ferner weist die Kontaktbrücke an ihren Schmalseiten 404 Fortsätze 43 auf. Die
Fortsätze 43 erstrecken sich im Wesentlichen weg vom dritten Kontakt 31 bzw. dem vierten Kontakt 32 und bilden mit dem Grundkörper der Kontaktbrücke 4 einen im Wesentlichen rechten Winkel. Im Bereich der Aussparungen 42 weist die
Kontaktbrücke 4 entlang einer der Längsseiten 403 Aufweitungsabschnitte 44 auf, die zur Vergrößerung des Querschnitts der Kontaktbrücke 4 dienen. Somit weist die
Kontaktbrücke trotz der Aussparungen 42 genügend Querschnitt auf, um Strom ohne größeren Widerstand zwischen den Kontakten 31, 32 leiten zu können.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Magnetanordnung des
erfindungsgemäßen Schützes 1 aus Figur 1 und 2a-b mit einem Permanentmagneten 51 und zwei Polblechen 53. Der Permanentmagnet 51 und die Polbleche 53 erzeugen ein Magnetfeld, dessen Richtung durch die Pfeile 52 angedeutet ist. Ein Kontaktpaar, bestehend aus dem ersten und dem dritten Kontakt bzw. aus dem zweiten und dem vierten Kontakt (nicht dargestellt), ist vorzugsweise zwischen den beiden Polblechen 53 angeordnet. Verzeichnis der Bezugszeichen
1 Schütz
21,22 erster Kontakt, zweiter Kontakt
31,32 dritter Kontakt, vierter Kontakt
4 Kontaktbrücke
42 Aussparung
43 Fortsatz der Kontaktbrücke
44 Aufweitungsabschnitt
45,46 Schlitz
47 Erhöhung
401 Oberseite der Kontaktbrücke
402 Unterseite der Kontaktbrücke
403 Längsseite der Kontaktbrücke
404 Schmalseite der Kontaktbrücke
5 Magnetanordnung
51 Permanentmagnet
52 Richtung des Magnetfeldes
53 Polblech
7 Umleitblech
71 Trennwand
8 Lichtbogen mit Kraftvektor
81 Lichtbogenlöschkammer
82 Lichtbogenleitbleche
83 Lichtbogenlöschbleche
9 Führung der Kontaktbrücke
91 Feder

Claims

Patentansprüche
1. Schütz für Gleichstrombetrieb umfassend
einen ersten Kontakt (21) und einen zweiten Kontakt (22), die als Festkontakte ausgebildet sind, sowie einen dritten Kontakt (31) und einen vierten Kontakt (32),
eine Kontaktbrücke (4), die den dritten und vierten Kontakt (31 ,32) trägt, eine Führung (9), durch die die Kontaktbrücke (4) entlang einer
Bewegungsrichtung beweglich gelagert ist,
eine Magnetanordnung (5) zur Erzeugung elektromagnetischer Kraft auf elektrische Lichtbögen (8), die beim Öffnen der Kontakte (21,22,31,32) entstehen, wobei in einer geschlossenen Stellung der Kontaktbrücke (4) ein Berührungskontakt hergestellt ist zwischen einem ersten Kontaktpaar, das den ersten und den dritten Kontakt (21,31) umfasst, und zwischen einem zweiten Kontaktpaar, das den zweiten und den vierten Kontakt (22,32) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kontaktbrücke (4) mindestens eine Aussparung (42) aufweist, die zwischen der
Führung (9) und dem dritten Kontakt (31) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Aussparung (42) derart ausgebildet ist, dass an der Kontaktbrücke (4) eine Öffnung gegeben ist, durch die ein am dritten Kontakt (31) entstandener Lichtbogen (8) in Richtung der Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke (4) treten kann.
2. Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (5) einen ersten und einen zweiten Permanentmagneten (51) umfasst, wobei der erste Permanentmagnet (51) dem ersten Kontaktpaar und der zweite Permanentmagnet (51) dem zweiten Kontaktpaar zugeordnet ist, wobei jeder Permanentmagnet (51) benachbart zu dem ihm zugeordneten Kontaktpaar angeordnet ist, und die wobei beiden
Permanentmagneten (51) eine einander entgegen gesetzte Polung aufweisen.
3. Schütz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Permanentmagnete (51) mit einem Paar von Polblechen (53) versehen ist, die das Kontaktpaar, zu dem der Permanentmagnet (51) zugeordnet ist, zumindest teilweise seitlich umschließen.
4. Schütz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (4) einen im Wesentlichen streifenförmige Grundkörper mit einer Oberseite (401), einer Unterseite (402), zwei Längsseiten (403) sowie zwei
Schmalseiten (404) aufweist.
5. Schütz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aussparung (42) in Form einer Einbuchtung ausgebildet ist, die zu einer der
Längsseiten (403) des Grundkörpers der Kontaktbrücke (4) offen ist.
6. Schütz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche
Kontaktbrücke (4) zwei Aussparungen (42) in Form von Einbuchtungen aufweist, wobei die Einbuchtungen zur selben Längsseite (403) oder zu gegenüber liegenden Längsseiten (403) der Kontaktbrücke (4) offen sind.
7. Schütz nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kontaktbrücke (4) an wenigstens einer ihrer Schmalseiten (404) einen Fortsatz (43) umfasst, der einen Winkel zum Grundkörper aufweist.
8. Schütz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Fortsatz (43) und Grundkörper im Wesentlichen 90° beträgt.
9. Schütz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Fortsatz (43) und Grundkörper im Wesentlichen 180° beträgt..
10. Schütz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (4) im Bereich der mindestens einen Aussparung (42) über wenigstens einen Aufweitungsabschnitt (44) zur Vergrößerung des Querschnitts der Kontaktbrücke (4) verfügt.
11. Schütz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aussparung (42) in der Kontaktbrücke (4) L-förmig ist.
12. Schütz nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Führung (9) der Kontaktbrücke (4) und dem dritten Kontakt (31) ein Umleitblech (7) angeordnet ist, das in die mindestens eine Aussparung (42) der Kontaktbrücke (4) zumindest teilweise eingreift.
13. Schütz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Umleitblech (7) einen im Wesentlichen rechtwinklig abgewinkelten Abschnitt aufweist.
14. Schütz nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Führung (9) der Kontaktbrücke (4) und dem dritten Kontakt (31) eine isolierende Trennwand (71) angeordnet ist, die in die mindestens eine Aussparung (42) der Kontaktbrücke (4) zumindest teilweise eingreift.
15. Schütz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu den beiden Kontaktpaaren jeweils eine Lichtbogenlöschkammer (81) angeordnet ist.
16. Schütz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Kontaktpaar und der ihm benachbarten Löschkammer (81) erste Lichtbogenbleche (82) angeordnet sind, und dass zwischen dem zweiten Kontaktpaar und der ihm
benachbarten Löschkammer (81) zweite Lichtbogenleitbleche (82) angeordnet sind, die jeweils einer der Lichtbogenlöschkammer (81) zugeordnet sind, und die bei geeignet gepolten Magnetanordnung (5) einen der beiden Lichtbögen (8) in Richtung der ihnen zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (81) leiten, und dass die Lichtbogenleitbleche (82) derart ausgestaltet sind, dass sich der Abstand zwischen den ersten und der Abstand zwischen den zweiten Lichtbogenleitblechen (82) in Richtung der ihnen zugeordneten Lichtbogenlöschkammern (81) vergrößert.
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