PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69930781T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000955653
Titel Elektrisches Schaltgerät mit Lichtbogenlaufschiene integriert mit festen Lichtbogenkontakt
Anmelder Eaton Corp., Cleveland, Ohio, US
Erfinder Rakus, Paul Richard, Aliquippa, Pennsylvania 15001, US;
Sisson, Glen Charles, Monaca, Pennsylvania 15061, US;
Jones, William John, Cranberry Township, Pennsylvania 16006, US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69930781
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.05.1999
EP-Aktenzeichen 991085457
EP-Offenlegungsdatum 10.11.1999
EP date of grant 12.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse H01H 9/46(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung, die Lichtbogenkontakte besitzt, die sich nach den Hauptkontakten öffnen, um die Hauptkontakte vor Schaden und Verschleiß, verursacht durch den Lichtbogen, zu schützen. Genauer gesagt, sie bezieht sich auf die Konstruktion des Lichtbogenläüfers, die den Lichtbogen von den Lichtbogenkontakten zu einer Lichtbogenkammer leitet, wo er ausgelöscht wird.

Hintergrundinformationen

Elektrische Schaltvorrichtungen für Stromverteilungssysteme beinhalten solche Geräte, wie zum Beispiel Leistungsschalter; Netzwerkspannungsschutz, Übertragungsschalter und Trennschalter. Hauptleistungsschalter werden, typischerweise verwendet, um ein Stromverteilungsnetzwerk an eine Stromquelle anzuschließen. Solche Hauptleistungsschalter müssen in der Lage sein, hohen Stromstärken für eine gewisse Zeitdauer zu widerstehen, ohne auszulösen, um den Leistungsschaltern im Netzwerk Zeit zu geben, anzusprechen und den Fehler zu isolieren und dadurch die Betriebsunterbrechung zu lokalisieren. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Hauptleistungsschalter anspricht, muss er somit eventuell eine beträchtliche Stromstärke unterbrechen. Dies geschieht durch Ziehen eines Lichtbogens, wenn die Leistungsschalterkontakte öffnen. Es ist bekannt, eine Lichtbogenkammer vorzusehen neben dem Öffnungspfad der Leistungsschalterkontakte. Die Lichtbogenkammer ist aus einer Anzahl von beabstandeten Platten konstruiert, die sich quer zum Lichtbogen erstrecken. Wenn die Kontakte öffnen, wird der Lichtbogen durch elektromagnetische Kräfte zu den Lichtbogenplatten geleitet, welche den Lichtbogen abkühlen und die Lichtbogenspannung erhöhen, dadurch dass er in Abschnitte aufgeteilt wird, was beides hilft, den Lichtbogen auszulöschen.

In einem Leistungsschalter mit „Ferse-zu-Zeh"-Kontakt-Trenn-Wirkung (heeltoe contact parting action), kommt das Lichtbogenende eines Kupferkontaktfingers („Zehe") in Kontakt mit einem stationären "Kupferlichtbogen-Kontakt" („Zehenblock"= „toe block"), nachdem der Schalter zu öffnen begonnen hat. Die Hauptkontakte werden dann getrennt, gefolgt durch das Trennen der Lichtbogenkontakte, wodurch ein Überspringen eines Lichtbogens zwischen den Kupferlichtbogenkontakten erfolgt. Dadurch werden die Hauptkontakte vor Schaden durch den Lichtbogen geschützt. Typischerweise wird ein Lichtbogenläufer oben an dem stationären Lichtbogenkontakt montiert, um eine Oberfläche für den Lichtbogen vorzusehen, damit er zur Lichtbogenkammer laufen kann. Dieser Bogen wird auf dem Lichtbogenkontakt gebildet und muss quer durch die Verbindung zur Lichtbogenschiene bzw. zum Lichtbogenläufer laufen. Bei niedrigen Stromstärken, kann die elektromagnetische Kraft auf dem Lichtbogen nicht ausreichend sein, um den Lichtbogen dazu zu zwingen, diese Verbindung zu durchlaufen. Ein Ende des Lichtbogens kann auf dem stationären Kontakt bleiben, wodurch der Kontakt stark erodiert wird. Wenn der Lichtbogen sich nicht zur Lichtbogenläufer bewegt, erreicht er nicht rechtzeitig die Lichtbogenkammer, damit der Leistungsschalter unterbrechen kann.

Auch, wenn der Lichtbogen auf dem Lichtbogenkontakt gebildet wird, ist es wahrscheinlicher, dass er entlang einer scharfen Kante oder der Ecke des Teils läuft. Lichtbogenläufer haben oft einen Schlitz hinauf zum Zentrum des Teils, um eine anziehende Kante für den Lichtbogen vorzusehen, an der er entlang laufen kann. Die Kante des Schlitzes veranlasst den Lichtbogen zum Zentrum bzw. der Mitte der Lichtbogenläufer zu laufen, wodurch die Lichtbogenkammer in der Mitte erfasst wird und dadurch den Lichtbogen eher auslöscht wird. Bei niedrigeren Strompegeln kann es sein, dass der Lichtbogen von der sich seitlich erstreckenden Kante des stationären Lichtbogenkontakts angezogen wird, anstatt zu dem Schlitz in dem Lichtbogenläufer. Dies kann verhindern, dass der Lichtbogen den Lichtbogenläufer hinaufläuft oder verursachen, dass der Lichtbogen zu einer Seite des Poles hinläuft, wo er entlang der Innenwand der Lichtbogenkammer folgt.

EP-A-0 410 892 offenbart, dass, um die elektrische Belastung eines Niederspannungsleistungsschalters für hohe Stromstärken mit einer Vielzahl von Kontakten gleicher Länge und einem festen Lichtbogenführungshorn 20, welches mit einem Zwischenflansch 60 ausgestattet ist, der sich über eine kurze Entfernung in die Richtung der Bewegung der vorderen Ausdehnungen 58 der Kontaktfinger erstreckt, zu verbessern, in der Lücke zwischen dem Flansch 60 und dem festen Hauptkontakt 24 ein fester Lichtbogenkontakt 64 gebildet wird, der mit dem beweglichen Lichtbogenkontakt 62 des mindestens einen Kontaktfingers 34 in Eingriff stehen soll. Am Beginn des Öffnungslaufes, findet das Schließen der Lichtbogenkontakte 62, 64 vor der Trennung der Hauptkontakte 24, 56 statt. Der feste Lichtbogenkontakt 64 ist in unmittelbarer Nähe des Flansches 60 angeordnet.

Es besteht deshalb Bedarf für eine elektrische Schaltvorrichtung mit einer verbesserten Anordnung zum Auslöschen der Lichtbogen, die während Stromunterbrechungen erzeugt werden.

Es gibt noch einen spezifischeren Bedarf für eine solche verbesserte Anordnung, wodurch der Lichtbogen von dem stationären Lichtbogenkontakt in eine Lichtbogenkammer geleitet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Bedürfnisse und weitere werden durch die Erfindung befriedigt, die sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung bezieht, in der der stationäre Lichtbogenkontakt und der Lichtbogenläufer integral sind, wodurch die Verbindung zwischen diesen beiden Bestandteilen entfällt. Dadurch wird eine einzige glatte Oberfläche vorgesehen, vom Punkt der Lichtbogenentstehung an bis zur Spitze des Lichtbogenläufers. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Bewe gung des Lichtbogens die Lichtbogenläufer hinauf und in die Lichtbogenkammer hinein, sogar bei niedrigen Strompegeln, erhöht. Des weiteren gibt es auch keine Oberkante auf dem Lichtbogen, die den Lichtbogen auf eine Seite der Lichtbogenkammer leiten könnte. Außerdem benötigt der integrale Lichtbogenläufer weniger Teile und kann leichter hergestellt werden als ein Standardmodell.

Genauer gesagt, enthält der integrale Lichtbogenkontakt und der Lichtbogenläufer ein elektrisch leitendes Glied, das eine Basisoberfläche in elektrischem Kontakt mit dem Leitungsstromleiter der elektrischen Schaltvorrichtung besitzt, eine Lichtbogenkontaktoberfläche, die neben dem stationären Hauptkontakt liegt, der von dem Leitungsstromleiter getragen wird und eine Schienenoberfläche, die sich hin zur Lichtbogenkammer erstreckt. Die Lichtbogenkontaktoberfläche ist im Wesentlichen senkrecht zur Basisoberfläche und in einem stumpfen Winkel zur Läufer- bzw. Schienenoberfläche. Durch eine bogenförmige Oberfläche, die zwischen der Lichtbogenkontaktoberfläche und der Läufer- bzw. Schienenoberfläche vorgesehen ist, gibt es keinerlei scharfe Kanten zwischen den Oberflächen, was den Lichtbogen seitlich ablenken könnte.

Vorzugsweise ist das elektrisch leitende Glied ein Metallblechglied wie z.B. Kupfer oder plattierter Stahl mit einem Basisabschnitt, welcher die Basisoberfläche bildet, und ferner einen Lichtbogenkontaktabschnitt mit der Lichtbogenkontaktoberfläche und einen Läuferabschnitt, der zwischen dem Bogen und Läuferabschnitt den Kontaktabschnitt und die Läuferoberfläche vorsieht. Ein bogenförmiger Abschnitt zwischen dem Bogenkontaktabschnitt und dem Läuferabschnitt bildet die bogenförmige Oberfläche. Ein Halteglied ist zwischen dem Lichtbogenkontaktabschnitt und dem Gehäuse vorgesehen, um mechanisch die Reaktionskräfte auf dem stationären Lichtbogenkontaktabschnitt während des Öffnens und des Schließen des Leistungsschalters zu unterstützen und weiterzuleiten. Das Halteglied kann integral mit dem Gehäuse geformt werden oder kann ein gesondertes Glied sein, das am Leitungsstromleiter zusammen mit dem Stahlblechglied mit einem gemeinsamen Befestigungsteil befestigt ist.

Die Erfindung ist besonders geeignet für elektrische Schaltvorrichtungen mit „Ferse-Zehen" Kontakttrennwirkung, wobei die „Zehe" ein Abschnitt eines Kontaktfingers ist, welcher den beweglichen Lichtbogenkontakt bildet. Der stationäre Lichtbogenkontaktabschnitt des Metallblechglieds bildet den Zehen-Block. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Hochstromschaltvorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Volles Verständnis der Erfindung kann durch die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erreicht werden, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:

1 ein vertikaler Schnitt durch einen Leistungsschalter ist, der im Eingriff mit dem integralen Lichtbogenkontakt und der Schiene der Erfindung steht und in voll geschlossenem Zustand gezeigt ist.

2 ist ähnlich wie 1, wobei jedoch die Kontaktfinger gerade dabei sind, den Kontakt an dem Lichtbogenzeh zu brechen.

3 ist ähnlich wie 1, wobei jedoch der Kontaktträger in voll offener Stellung gezeigt ist.

4 ist eine isometrische Ansicht des integralen Lichtbogenkontakts und der Schiene der 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Erfindung ist anwendbar auf solche elektrische Schaltvorrichtungen, wie z.B. Leistungsschalter, Netzwerkspannungsschutz, Übertragungsschalter und Trennschalter und wird als Anwendung für einen Stromleistungsschalter beschrieben.

13 stellen einen Stromluftleistungsschalter 1 dar, der ein Gehäuse 3 besitzt, welches eine geformte vordere Ummantelung bzw. Gehäuseteil 5 und eine rückwärtige Ummantelung 7 besitzt, die zusammen die Polkammern 9 definieren, wobei jede eine Polvorrichtung 11 enthält. Typischerweise hat der Leistungsschalter 1 drei Pole, einen für jede Phase in einem Dreiphasensystem. 13 sind senkrechte Schnitte durch eine der Polkammern 9, entlang leicht unterschiedlichen Linien, um die zutreffenden Eigenschaften zu zeigen.

Jeder Pol umfasst eine Leitungsleiter 13, welcher aus der rückwärtigen Ummantelung 7 herausragt zum Anschluss an eine Wechselstromquelle (nicht gezeigt). Ein Laststromleiter 15 ragt ebenfalls aus der rückwärtigen Ummantelung 7 (siehe 1) zum typischen Anschluss an die Stromleiter eines Lastnetzwerks (ebenfalls nicht gezeigt).

Jede Polvorrichtung 11 hat ein Paar von Hauptkontakten 17, die einen stationären Hauptkontakt 19 und einen beweglichen Hauptkontakt 21 enthalten. Der bewegliche Hauptkontakt 21 wird durch eine bewegliche Leiteranordnung 23 getragen. Diese bewegliche Leiteranordnung 23 umfasst eine Vielzahl von Kontaktfingern 25, die in beabstandeter axialer Beziehung auf einem Schwenkstift 27 montiert sind, der in einem Kontaktträger 29 befestigt ist. Der Kontaktträger 29 hat einen geformten Körper 31 und ein Paar von Schenkeln 33 (nur einer gezeigt), welches Zapfen 35 hat, die drehbar im Gehäuse 3 (3) gehalten werden.

Wie am besten in 3 gesehen werden kann, dreht sich der Kontaktträger um die Zapfen 35 durch eine Antriebsverbindung 37, welche einen Antriebspin bzw. -stift 39 umfasst, der in einem querlaufenden Durchlass 41 in dem Trägerkörper 31 aufgenommen wird durch einen Schlitz 43, an den der Antriebs pin 39 durch Flachmaterial 45 verkeilt ist. Der Antriebspin 39 ist auf einem Antriebsglied 47 befestigt, das drehbar in einer Nut 49 im Trägerkörper 31 gelagert ist. Das andere Ende des Antriebsglieds 47 ist durch Zapfen drehbar durch einen Pin 51 an einen Polarm 53 angeschlossen auf einer Polwelle 55, der ähnlich an die Träger in den andere Pole des Leistungsschalters angeschlossen ist. Die Polwelle 55 wird durch einen Betriebsmechanismus gedreht, der bei 57 schematisch gezeigt wird, welcher auf der Vorderseite der vorderen Ummantlung 5 montiert ist und von einer Abdeckung (nicht gezeigt) umschlossen ist.

Ein beweglicher Hauptkontakt 21 ist an jedem der Kontaktfinger 25 an einem Punkt befestigt, der von dem freien Ende des Fingers beabstandet ist. Der Teil des Kontaktfingers 25, der benachbart zu dem freien Ende liegt, bildet einen beweglichen Lichtbogenkontakt oder den „Lichtbogenzeh" 59. Der stationäre Lichtbogenkontakt 61 bildet zusammen mit dem Lichtbogenzeh 59 ein Paar von Lichtbogenkontakten 63 und ist durch den integralen Lichtbogenkontakt und die Schiene bzw. den Lichtbogenläufer 65 vorgesehen.

Wie am Besten in 4 gesehen werden kann, ist dieser integrale Lichtbogenläufer 65 ein elektrisch leitendes Glied, das einen Basisabschnitt 67 besitzt mit einer Basisoberfläche 69, einem Lichtbogenkontaktabschnitt 71, der eine Lichtbogenkontaktoberfläche 73 besitzt und einem Läuferabschnitt 75, der eine Läuferoberfläche 77 besitzt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der integrale Lichtbogenläufer 65 ein Metallblechglied aus Kupfer oder Stahlblech platiert mit Nickel, Kupfer oder anderem geeigneten Material. Der integrale Lichtbogenläufer 65 ist auf dem Leitungsstromleiter durch eine Schraube 79 montiert, die sich durch einen Halteblock 81 erstreckt, den Basisabschnitt 67, den Leitungsstromleiter 13 und durch eine Mutter 80 befestigt ist, die in einem Schlitz 82 im Gehäuse sitzt, wie z.B. in 2 gezeigt. Die Lichtbogenkontaktoberfläche 73 des integralen Lichtbogenläufers liegt parallel zum stationären Hauptkontakt 19, aber erstreckt sich seitlich weiter zu dem beweglichen Lichtbogenkontakt oder Lichtbogenzeh 59 hin zu einem Zweck, der noch besprochen wird. Der Läuferabschnitt 75 bildet einen stumpfen Winkel &agr; mit dem Lichtbogenkontaktabschnitt 71 und führt aufwärts und nach außen zu der einen Seite der Lichtbogenkammer 83 hin. Somit wird das Stahlblechglied 65 durch einen Winkel &bgr; von weniger als 90° gebogen, wodurch der Lichtbogenkontaktabschnitt 71 gebildet wird und der Läuferabschnitt 75.

Lichtbogenkammern wie z.B. 83 sind bekannt und enthalten eine Vielzahl von Lichtbogenplatten 85, die in beabstandeter Beziehung durch ein Paar von Lichtbogenseitenplatten 87 (nur eine gezeigt) gehalten werden. An der anderen Seite der Lichtbogenkammer 83 ist eine obere Lichtbogenplatte 89, die sich nach unten erstreckt und zu dem beweglichen Lichtbogenkontakt 59 zeigt, wiederum für einen Zweck, der noch beschrieben wird.

Die Kontaktfinger 25 werden im Uhrzeigersinn vorgespannt durch ein Paar von Schraubendruckfedern 91, die in Aussparungen 93 in dem Trägerkörper 31 sitzen. Der Betriebsmechanismus 57 dreht die Polwelle 55, der wiederum den Kontaktträger 29 zwischen offenen und geschlossenen Positionen dreht, um die Kontakte zu öffnen und zu schließen. In der offenen Position, wie in 3 gezeigt, wird der Kontaktträger entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so dass die trennbaren Hauptkontakte 17 und die Lichtbogenkontakte 63 voll geöffnet werden. Da der Träger 29 im Uhrzeigersinn hin zu einer geschlossenen Position gedreht wird, bekommen die Lichtbogenzehen 59 als erstes Kontakt mit der Lichtbogenkontaktoberfläche 73, wie in 2 gezeigt. Wenn sich der Träger 29 weiterhin im Uhrzeigersinn bewegt, werden die Federn 91 zusammen gedrückt, da die Kontaktfinger 25 sich um den Zapfenpin 27 hin- und her bewegen bis die Hauptkontakte 17 schließen. Weitere Drehung im Uhrzeigersinn bis zur voll geschlossenen Stellung, wie in 1 gezeigt, bewirkt ein Öffnen der Lichtbogenkontakte 63, während die Hauptkontakte 17 geschlossen bleiben. In dieser geschlossenen Stellung wird eine Schaltung von dem Leitungsstromleiter 13 durch die geschlossenen Hauptkontakte 17, die Kontaktfinger 25, flexible Stromableitungen 95 und den Laststromleiter 15 (siehe 2) beendet. Um den Leistungsschalter zu öffnen, gibt der Betriebsmechanismus 57 die Polwelle 55 frei, so dass die zusammengedrückten Federn 91 den Träger 29 entgegen dem Uhrzeigersinn beschleunigen, wie in 1 sichtbar. Anfänglich, wenn sich der Träger vom Leitungsstromleiter weg bewegt, bewegen sich die Kontaktfinger 29 hin und her, so dass die Lichtbogenkontakte 63 schließen während die Hauptkontakte geschlossen bleiben (nicht gezeigt). Während sich der Träger weiterhin entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, öffnen die Hauptkontakte, wie in 2 gezeigt und der gesamte Strom wird zu den Lichtbogenkontakten 63 geleitet. Wenn Strom durch den Leistungsstromschalter so geführt wird, dass der Leistungsstromschalter offen auslöst als Ansprechen auf einen Überstrom oder Kurzschluss, wird ein Lichtbogen zwischen dem stationären Lichtbogenkontakt 61 und dem beweglichen Lichtbogenkontakt oder Lichtbogenzeh 59 geschlagen, da diese Kontakte sich bei weiterer Drehung des Trägers entgegen dem Uhrzeigersinn trennen. Da sich die Hauptkontakte 17 bereits getrennt haben, ist der Lichtbogen auf die Lichtbogenkontakte 63 eingeschränkt, was die Lebensdauer der Hauptkontakte bewahrt. Die vom aufrechterhaltenen Strom im Lichtbogen produzierten elektromagnetischen Kräfte stoßen den Lichtbogen nach außen hin zu der Lichtbogenkammer 83, so dass das Ende des Lichtbogens an dem stationären Lichtbogenkontakt 61 sich den Lichtbogenkontaktabschnitt 71 des integralen Lichtbogenkontakts und des Läufers 65 hinauf bewegt zum Läuferabschnitt 75. Gleichzeitig bringt die schnelle Öffnung des Trägers den Lichtbogenzehen 59 neben das freie Ende der Lichtbogenoberplatte 89, wie in. 3 gezeigt, so dass sich der Lichtbogen von der Lichtbogenzehe 59 zur Lichtbogenoberplatte erstreckt und sich die Lichtbogenoberplatte hinauf bewegt in die Lichtbogenplatten 85 hinein, was den Lichtbogen in kürzere Abschnitte aufbricht. Bekanntlich erhöht dieses Strecken des Lichtbogens und das Aufbrechen in kleinere Abschnitte die Lichtbogenspannung. Die Erhöhung der Lichtbogenspannung, zusammen mit dem Abkühlen des Lichtbogens durch Ablation (Abtragen) der Lichtbogenplatten 85 fördert die Unterbrechung des Lichtbogens.

Der integrale stationäre Lichtbogenläufer 65 macht das Gelenk, unnötig, das zwischen dem Lichtbogenblock des bisherigen Stands der Technik vorhanden war, der den stationären Lichtbogenläufer und der separate Lichtbogenläufer bildeten. Dies erleichtert dem Lichtbogen sich von dem stationären Lichtbogenkontakt 61 zu dem Läuferabschnitt 75 zu bewegen, wo er dann nach oben geleitet wird, hin zur Lichtbogenkammer durch die Kante, die durch den Schlitz 97 geschaffen wird, welcher in der beispielhaften Konfiguration ein geschlossener Schlitz ist. Nachdem der Lichtbogenabschnitt 71 außerdem ein flacher Abschnitt ist quer zum Basisabschnitt 67, ist die Biegung zum Läuferabschnitt nicht mehr so scharf wie in dem separaten Lichtbogenläufer des bisherigen Stands der Technik, die einen Basisabschnitt ähnlich wie der Basisabschnitt 67 hatte, der mehr als 90° zum Läuferabschnitt gebogen war. Der integrale stationäre Lichtbogenläufer 65 hat ebenfalls einen bogenförmigen Abschnitt 99 zwischen dem Lichtbogenkontaktabschnitt 71 und dem Läuferabschnitt 75, was dadurch eine bogenförmige Oberfläche 101 ohne irgendwelche scharten seitlichen Kanten vorsieht, welche den Lichtbogen zu den Seiten hin ablenken oder eine Verzögerung in der Bewegung des Lichtbogens zur Lichtbogenkammer hin verursachen könnte.

Der Träger 29 hat eine Eigenschaft, welche den Lichtbogen nahe dem Zentrum des stationären Lichtbogenkontakts 61 konzentriert und dadurch hilft, den Lichtbogen hin zum Mittelschlitz 97 zu leiten. Wie aus 2 ersichtlich, werden die äußersten Enden 103 der Kontaktfinger 25 durch die Federn 91 gegen eine Anschlagleiste 105 auf dem Trägerkörper 31 vorgespannt. Das Zentrum dieser Anschlagleiste hat eine Aussparung 107 (siehe 1), die es erlaubt, dass die mittleren Kontaktfinger 25 sich weiter im Uhrzeigersinn drehen, wenn der Träger sich nicht in geschlossener Stellung befindet als die äußeren. Kontaktfinger (siehe 3). Deshalb sind die Lichtbogenkontakte 59 auf den mittleren Kontaktfingern 25 die ersten, die Kontakt während des Schließens bekommen. Noch wichtiger, sie sind die letzten, die sich beim Öffnen trennen, so dass der Lichtbogen nur zwischen den Lichtbogenkontakten im Zentrum bzw. in der Mitte aufschlägt.

Die beweglichen Lichtbogenkontakte 59 schlagen auf die stationären Lichtbogenkontakte 61 mit sehr großer Kraft während des Schließens des Leistungsschalters auf. Der Halteblock 81 überträgt die Reaktionskräfte von dem integralen Metallblechlichtbogenläufer 65 in das Gehäuse 3, um ein Verziehen oder Biegen dieses Metallblechmetallglieds zu verhindern. Anstatt eines separaten Teils könnte der Halteblock integral mit der rückwärtigen Ummantelung 7 des Gehäuses 3 geformt werden.

Während besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, wird es der Fachmann schätzen, dass verschiedene Abänderungen und Alternativen zu diesen Einzelheiten entwickelt werden könnten im Lichte der Gesamtlehren dieser Veröffentlichung. Demgemäss ist diese besondere dargelegte Anordnung nur als illustrativ gedacht und nicht beschränkend auf den Umfang der Erfindung, der der volle Atem durch die angehängten Ansprüche und jedwede und alle Äquivalente davon zu geben ist.


Anspruch[de]
Eine elektrische Hochstromschaltvorrichtung (1), die folgendes aufweist:

ein Gehäuse (3);

einen Lastleiter (15) und einen Leitungsleiter (13) und zwar befestigt in dem genannten Gehäuse (3);

ein Paar von Hauptkontakten (17), einschließlich eines beweglichen Hauptkontakts (21) und eines stationären Hauptkontakts (19) und ein trennbares Paar von Lichtbogenkontakten (63) und zwar einschließlich eines beweglichen Lichtbogenkontakts (59) und eines stationären Lichtbogenkontakts (61), wobei der genannte stationäre Hauptkontakt (19) und der stationäre Lichtbogenkontakt (61) in elektrischem Kontakt mit dem genannten Leitungsleiter (13) sind;

eine bewegliche Leiteranordnung (23), die den genannten beweglichen Hauptkontakt (21) und den genannten beweglichen Lichtbogenkontakt (59) mit dem genannten Lastleiter (15) verbindet und folgendes aufweisen: einen Kontaktträger (29), der befestigt ist zur Bewegung zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position, um die genannten trennbaren Kontaktpaare (17, 63) zu öffnen und zu schließen, mindestens einen Kontaktfinger (25), der auf dem genannten Kontaktträger (29) drehbar befestigt ist und den genannten beweglichen Lichtbogenkontakt (59) einem freien Ende benachbart und den genannten beweglichen Hauptkontakt (21) beabstandet, von dem genannten freien Ende besitzt, und Kontaktfedermittel (91), die den genannten mindestens einen Kontaktfinger (25) drehbar vorspannen, um vom Schließen einzig des genannten Paares von Hauptkontakten (17) mit dem genannten Träger (29) in der genannten geschlossenen Position zum Schließen von beiden der genannten trennbaren Paare von Hauptkontakten (17) und des genannten trennbaren Paars von Lichtbogenkontakten (63) zum Schließen von dem nur genannten trennbaren Paar von Lichtbogenkontakten (63) weiterzuschaukeln, während das genannte Paar von Hauptkontakten (17) geöffnet sind, zum Öffnen des genannten trennbaren Paares von Lichtbogenkontakten (63), wenn der genannte Träger (29) sich in die genannte geöffnete Position bewegt;

ein Lichtbogenschirm bzw. eine Lichtbogenlöschkammer (83), die benachbart zu der genannten beweglichen Leiteranordnung (23) positioniert ist; gekennzeichnet durch

einen Lichtbogenläufer (65), der eine Einheit mit dem genannten stationären Lichtbogenkontakt (61) bildet, und sich in Richtung des genannten Lichtbogenschirms (83) erstreckt, und zwar zum Vorsehen eines Pfades ohne Übergänge bzw. Gelenke für einen Lichtbogen, der sich zwischen dem genannten trennbaren Paar von Lichtbogenkontakten (63) bildet, wenn das genannte trennbare Paar von Lichtbogenkontakten geöffnet wird und zwar mit der Bewegung der genannten beweglichen Leiteranordnung (23) aus der geöffneten Position, so dass die Geschwindigkeit des Lichtbogens hinauf zu dem Lichtbogenläufer (65) selbst bei niedrigen Strompegeln, erhöht ist.
Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der genannte stationäre Lichtbogenkontakt (61) und der damit eine Einheit bildende Lichtbogenläufer (75), ein elektrisch leitendes Element (65) aufweisend, das folgendes besitzt: eine Basisoberfläche (69), die in Kontakt mit dem genannten Lastleiter (15) ist, eine stationäre Lichtbogenkontaktoberfläche (73), die den genannten stationären Lichtbogenkontakt (61) bildet und eine Läuferoberfläche (77), die in Richtung des genannten Lichtbogenschirms (83) führt. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die genannte Lichtbogenkontaktoberfläche (73), des genannten elektrische leitenden Elements (65) im wesentlichen quer zu der genannten Basisoberfläche (69) ist und in einem stumpfen Winkel (&agr;) zu der genannten Läuferoberfläche (77) ist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei das genannte elektrisch leitende Element (65) ferner eine gebogene Oberfläche (101) zwischen der genannten Lichtbogenkontaktoberfläche (73) und der genannten Läuferoberfläche (77) besitzt. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei das genannte elektrisch leitende Element (65) ein Blattmetall- bzw. Blechelement ist, das einen Basisabschnitt (67) mit der genannten Basisoberfläche (69) einen stationären Lichtbogenkontaktabschnitt (71) mit der genannten stationären Lichtbogenkontaktoberfläche (73) und einen Läuferabschnitt (75) mit der genannten Läuferoberfläche (75) besitzt. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei der genannte Läuferabschnitt (75) einen längsgerichteten Schlitz (97) aufweist, der im Allgemeinen seitlich zentriert ist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei das genannte Blechelement (65) einen gebogenen Abschnitt (99) aufweist, und zwar mit einer gebogenen Oberfläche (101) zwischen den genannten Lichtbogenkontaktabschnitt (71) und dem genannten Läuferabschnitt (75). Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der genannte bewegliche Lichtbogenkontakt (59) einen Lichtbogenfuß auf den genannten mindestens einen Kontaktfinger aufweist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die genannte Lichtbogenkontaktoberfläche (73) des genannten elektrisch leitenden Elements (65) im wesentlichen quer zu der genannten Basisoberfläche (69) und in einem stumpfen Winkel (&agr;) zu der genannten Läuferoberfläche (77) ist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 9, die ein Unterstützungselement (81) zwischen dem genannten Lichtbogenkontaktabschnitt (71) und dem genannten Gehäuse (3) aufweist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 10, die Befestigungsmittel (79) aufweist, die sich durch das genannte Unterstützungselement (81), den genannten Basisabschnitt (67) und dem genannten Leitungsleiter (13) erstrecken und an dem genannten Gehäuse (3) gesichert sind. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei das genannte Blechelement (65) einen gebogenen Abschnitt (99) mit einer gebogenen Oberfläche (101) zwischen dem genannten Lichtbogenkontaktabschnitt (71) und dem genannten Läuferabschnitt (75) aufweist. Elektrische Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der genannte bewegliche Lichtbogenkontakt (59) einen Lichtbogenfuß auf dem genannten mindestens einen Kontaktfinger (25) aufweist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com