EP2747109B1 - Switching device - Google Patents

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EP2747109B1
EP2747109B1 EP13199133.3A EP13199133A EP2747109B1 EP 2747109 B1 EP2747109 B1 EP 2747109B1 EP 13199133 A EP13199133 A EP 13199133A EP 2747109 B1 EP2747109 B1 EP 2747109B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
arc
switching device
quenching
guide rails
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP13199133.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2747109A1 (en
Inventor
Ralf Thar
Johannes Meissner
Volker Lang
Karsten Gerving
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Original Assignee
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Electrical IP GmbH and Co KG filed Critical Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority to PL13199133T priority Critical patent/PL2747109T3/en
Publication of EP2747109A1 publication Critical patent/EP2747109A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2747109B1 publication Critical patent/EP2747109B1/en
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/18—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H33/182—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • 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
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a switching device suitable for a DC operation, which comprises at least one contact pair having a first contact and a second contact, wherein at least the second contact is movable to the first contact comprises.
  • It is a quenching device having a quenching chamber for extinguishing an arc occurring between the contacts, a first track arrangement for conducting an arc with a first current direction in a first direction in said quenching chamber and a second track arrangement for conducting an arc with a second current direction in a second Direction provided in said quenching chamber.
  • the two track assemblies each include a first track and a second track, the first two tracks extending from the first contact in opposite directions and the two second tracks extending from the second contact in opposite directions.
  • switching devices which have one or more current paths, which in turn comprise fixed and movable contacts.
  • the movable contacts are movable together between a closed position, in which touch the associated movable and fixed contacts, and an open position, in which forms a separation distance between the mutually associated movable and fixed contacts.
  • arcs are formed along the separation sections. The burning time of the arcs determines the switching time since the current flow between the contacts is maintained.
  • a large amount of heat is released by the arcs, which lead to the thermal destruction of the contacts and parts of the switching chamber in the immediate vicinity of the contacts and thus to reduce the life of the switching device.
  • the arcs are subdivided, for example, into individual partial arcs. Once the arc voltages are higher than the driving voltages, the arcs are safely erased.
  • An initially mentioned switching device is from the EP 2 061 053 A2 known.
  • To provide a switching device for DC applications there is proposed to use the housing of a switching device for AC applications, wherein additionally at least one magnet is provided which has a magnetic field with substantially transverse to the separation paths of the current paths of the AC switching device field lines.
  • the housing In the housing, three receiving areas are provided for each one flow path, wherein each current path is associated with a movable switching contact element and two opposing fixed switching contact elements.
  • the three movable switching contact elements are in this case jointly movable between a closed position, which corresponds to the switched-on state of the switching device, and an open position, which corresponds to a switched-off state of the switching device.
  • each current path has two separating sections which, when the movable switching contact elements are open, form between the ends thereof and the first and second stationary switching contact elements assigned to these ends. When the switching contact elements are opened, an arc forms along the separating sections, which arc can be extinguished with the aid of the arc-extinguishing devices. Because in DC applications, erasing an arc is not due to a Zero crossing of the current, as can be achieved in AC applications, it requires the provision of a magnetic field in most DC applications, which drives the arc in one of the arc quenching equipment.
  • This magnetic field is formed by permanent magnets, wherein a magnetic field is established with field lines in an orientation which extend transversely to the separation paths and generate a Lorentz force on arcs along these separation lines, which drives the arcs towards one of the arc extinguishing devices.
  • an arc is driven between a first contact pair in the direction of a first arc quenching device and the arc between a second contact pair in a second arc quenching device. Since the movement of the arcs depends on the current direction, the switching device is suitable only for one direction of current, ie polarity.
  • the switching device were also operated in a reverse current direction, the arcs would not be driven into the arc extinguishing devices, but in the opposite direction to a switching bridge. Even if one reversed the magnetic polarity of one of the arc extinguishing devices, one of the arcs would always run in the direction of the switching bridge, which would result in a reduced service life, since the switching bridge or other components would be permanently damaged or even destroyed.
  • the EP 0 789 372 B1 also shows a switching device of the type mentioned above, according to the preamble of claim 1.
  • a fixed contact is in this case provided with a fixed sheet traveler, which is designed circular arc.
  • a movable sheet traveler is provided, which can form an arc between the two bow travelers, which is moved via the arc runner assembly depending on the direction of current in different directions.
  • the latter is deflected about a center either in a first direction of rotation or in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, wherein the center corresponds to the center of the stationary sheet traveler.
  • An arc having a first current direction is directed into a first arcuate channel and an arc having a second current direction opposite to the first current direction is directed into a second arcuate channel.
  • the two Bogenorganize extend around the center around and are separated by an insulating wall, juxtaposed.
  • the bow traveler channels are each part of an extinguishing device for extinguishing the arc.
  • the extinguishing devices further comprise quenching plates that extend radially with respect to the stationary blade traveler are arranged. The quenching plates are arranged such that they cover both Bogenorganizrkanäle and thus are part of both extinguishing devices.
  • the resulting arcing arc is driven in a permanent magnetic blower field in a quenching chamber, for example, a Deion-quenching chamber to extinguish the arc.
  • a quenching chamber for example, a Deion-quenching chamber to extinguish the arc.
  • the rails of the arc guiding devices each extend from the contacts outwardly diverging.
  • the switching arc is driven immediately after its formation due to the effective Lorentz force always away from the switch contacts along one of the two usually diametrically diverging track assemblies in the direction of the quenching chamber, where it usually goes out very soon upon reaching the driving voltage.
  • Object of the present invention is to provide a switching device that safely extinguishes arcs and has a longer life even at high currents and voltages.
  • a switching device suitable for a DC operation which comprises at least one pair of contacts having a first contact and a second contact, wherein at least the second contact to the first contact is mobile.
  • a quenching device is provided with at least one quenching chamber for extinguishing an arc occurring between the contacts, wherein the quenching chamber is formed as a deion-quenching chamber with a plurality of mutually electrically isolated, electrically conductive and mutually parallel quenching plates.
  • a first track assembly is for directing an arc having a first current direction in a first direction
  • a second track assembly is for directing an arc having a second current direction into said quench chamber.
  • the two track assemblies each include a first track and a second track, the first two tracks extending from the first contact in opposite directions and the two second tracks extending from the second contact in opposite directions.
  • the first rails are connected to each other in the form of a closed loop electrically conductive. According to the invention, the rails are electrically conductively connected to one another on a side of the second contact facing away from the first contact.
  • closed loop means that there is a kind of closed electrical circuit that can be any geometric shape, for example in the form of a ring.
  • rails are to be regarded as “closed” if they have short interruptions, as long as the interruptions can be bridged by arcs readily.
  • the quenching device has exactly one quenching chamber and the running-rail arrangements are designed in such a way that the arc is guided into the one quenching chamber independently of the current direction and the running direction of the arc.
  • the track assemblies consist of several parts, which are positively connected with each other during assembly.
  • the two first rails can be connected to each other via a connecting bracket.
  • the connecting bracket has a recess, wherein the recess extends for centering of the arc approximately centrally along the closed loop, ie in the direction of movement of the foot of the arc.
  • the bases of an arc preferably run along sharp, conductive edges. If the outer edges of the bracket are covered by adjacent housing walls, the arc is advantageously passed to the edges of the central recess. As a result, a centering of the arc is achieved, which is offset only by half the cut-out width of the ideal center. In addition, through the recess gases that arise during switching, be blown out.
  • the two first rails form a substantially U-shaped, one-piece guide piece, so that advantageously eliminates connection points.
  • the guide piece can be designed as an advantageously shaped molding or inexpensive as a simple stamped and bent part.
  • the first contact is formed on the one-piece guide piece.
  • a recess is provided on the one-piece guide piece, wherein the guide piece can be placed on a fixed contact carrier such that the first contact protrudes through the recess.
  • the case advantageously applied to the slopes of the contact, preferably resiliently running edges of the recess thereby make an electrical connection between the contact and the guide piece ago.
  • the arc does not have to overcome any insulating solder material in this embodiment, but can easily pass from the contact on the Leit Gla.
  • the first two rails can accommodate the quenching chamber between them to effectively direct the arc into the quenching chamber.
  • the quenching chamber is preferably formed as a deion-quenching chamber with a plurality of mutually electrically isolated, electrically conductive and mutually parallel quenching plates.
  • the two second rails can be connected to each other in the form of a closed loop electrically conductive.
  • the two second rails are preferably electrically conductively connected to one another on a side of the second contact facing away from the first contact.
  • the track ends bent in the direction of the (solder side) contact bottom are lengthened in such a way that an almost or completely closed loop, e.g. in the form of a ring or an ellipse.
  • the second rails are therefore annularly connected to each other and are particularly designed in one piece.
  • the second contact is arranged on a movable contact piece for the first contact and that the second rails are formed by a common separate integral component which is connected to the contact piece.
  • this track assembly may be advantageous from two individual components of each simple geometry.
  • the components When mounting the device, the components are firmly connected together in a suitable manner.
  • the advantage of easier manufacturability can be in a running rail as a separate component from a lighter and more thermally stable material to avoid the disadvantage of electrically good conducting, but relatively heavy and soft copper.
  • At least one of the rails at least partially in the direction of the arc have a respective other running rail projecting increase.
  • this can be achieved by inserting indentations that run in the middle of the rails either over the entire length or in critical subregions.
  • At least one arc runner arrangement is provided, which generates a magnetic field at least in the area of the contact pairs.
  • the arc runner assembly may include an outer pole member and an inner pole member, wherein both pole members are configured as U-shaped profiles each having a base land and two pole plates projecting from the base land.
  • the inner pole element is in this case preferably arranged within the outer pole element, wherein between the base webs of the two pole elements at least one permanent magnet is arranged and that between each pole plate of the outer pole element and a pole plate of the inner pole element is a contact pair.
  • the electrical switching device 1 comprises a total of two poles, i.
  • Two current paths namely a first current path 2 and a second current path 3.
  • more than two current paths can be provided, wherein preferably two current paths in pairs, as described below, are provided.
  • the two current paths 2, 3 are each provided with a switching arrangement, as explained in more detail below, and can thus be electrically interrupted.
  • the two current paths 2, 3 can each be integrated into a DC circuit and serve to interrupt a current flow.
  • FIG. 1 shows here the switching device 1 with a housing 6 and the therein current paths 2, 3.
  • Die FIG. 2 which together with the following FIG. 1 is described, shows the two current paths 2, 3.
  • the switching device 1 comprises a housing 6, in which the switch arrangement are received as explained below.
  • the current paths 2, 3 run side by side from a first side 16 of the switching device 1 to a second side 17 of the switching device 1.
  • the first current path 2 comprises a first terminal 4 and a second terminal 5 for connecting the first current path 2 with terminals of a DC circuit.
  • the two terminals 4, 5 are located on opposite sides of the switching device 1 and protrude out of the housing 6.
  • the second current path 3 has a first connection 4 'and a second connection 5', the first connection 4 'being arranged on the same connection side as the first connection 4 of the first flow path 2.
  • the second connection 5' being the second flow path 3 is disposed on the same terminal side as the second terminal 5 of the first current path 2.
  • the first terminal 4 leads to a first contact pair 7, which is arranged in a first switching chamber 13 of the housing 6.
  • the second connection 5 leads to a second contact pair 8, which is arranged in a second switching chamber 14 of the housing 6.
  • the two switching chambers 13, 14 are electrically insulated from each other in the housing 6 and arranged in a direction from the first terminal 4 to the second terminal 5 one behind the other and in register with each other.
  • the first terminal 4 is electrically connected to a contact carrier in the form of a fixedly held fixed contact carrier 11, on which a first contact 9 of the first contact pair 7 is arranged.
  • a second contact 18 is movably arranged.
  • the second contact 18 is in the in FIGS. 1 and 2 shown representations vertically adjustable.
  • the second contact 18 is provided on an electrically conductive contact carrier in the form of a bridge contact piece 15, which is adjustable via a switching bridge 20.
  • a bridge contact piece 15 which is adjustable via a switching bridge 20.
  • the first contact 9 and the second contact 18 are held in contact with each other.
  • the first contact 9 and the second contact 18 are kept out of contact with each other.
  • the second terminal 5 leads to a first contact 10 of the second contact pair 8, which is arranged on a further contact carrier in the form of a stationary held fixed contact carrier 12.
  • a second contact 19 held movable which is also arranged on the bridge switching piece 15 and is electrically connected to the second contact 18 of the first contact pair 7.
  • the fixed contact carriers 11, 12 of both current paths 2, 3 are arranged such that the first contacts (fixed contacts) are arranged on a common axis, wherein the axis runs parallel to a main extension direction of the two current paths 2, 3.
  • an erasing device 21, 22 is provided on the side of the first contact 9, 10 facing away from the respective second contact 18, 19, wherein the two erasing devices 21, 22 of the two contact pairs 7, 8 are constructed identically.
  • a first erasing device 21 is assigned to the first contact pair 7 and a second erasing device is assigned to the second contact pair 8.
  • Both extinguishing devices each comprise extinguishing plates 23, which are arranged electrically isolated from each other in parallel to each other and are themselves electrically conductive. They thus form a Deion-quenching chamber.
  • the arc runner arrangement 24 comprises an outer pole element 25 and an inner pole element 26.
  • the two pole elements 25, 26 each have a base web 27, 28, protruding from each of which a first pole plate 29, 30 and a second pole plate 31, 32, the two Pole plates 29, 39, 31, 32 of a pole element 25, 26 parallel to each other.
  • the inner pole member 26 is made smaller in size than the outer pole member 25, so that the inner pole member 26 can be disposed within the outer pole member 25.
  • all the pole plates 29, 30, 31, 32 of the two pole elements 25, 26 are arranged parallel to and spaced from each other. Between the two base webs 27, 28 of the two pole elements 25, 26, a distance is likewise provided, wherein a permanent magnet 33 is arranged between the two base webs 27, 28. Between the two first pole plates 29, 30, the first contact pair 7 and between the two second pole plates 31, 32, the second Contact pair 8 arranged. Between the first pole plate 30 and the second pole plate 32 of the inner pole member 26, the switching bridge 20 is arranged.
  • FIG. 6 The exact structure can also be the FIG. 6 be removed. It can be seen that in the base web 27 of the outer pole member 25, a plurality of openings 34 is provided. These serve to receive blow-out channels 35 of an insulating element 36.
  • the insulating member 36 isolates the two switching chambers 13, 14 from each other, wherein the Ausblaskanäle 35 serve to blow out arc gases from the switching chambers 13, 14 to the outside.
  • the individual pole plates 29, 30, 31, 32 are arranged transversely to the current paths 2, 3 and cause a Lorentz force on an arc, which forms between the contacts 9, 10, 18, 19, so that the arc in the extinguishing device 21, 22 can be driven.
  • FIG. 3 shows a cross section through the first switching chamber 13. It can be seen that for guiding an arc, which forms between the first contact 9 and the second contact 18, a first slide assembly 37 and a second slide assembly 38 are provided.
  • the first rail arrangement 37 serves to guide an arc with a first current direction into the first erasing device 21.
  • the second track arrangement 38 serves to guide an arc with a second current direction into the first erasure device 21.
  • the magnetic field lines are perpendicular to the arc, so that there is one Lorentz force is applied, which expels the arc laterally from the first contact pair 7.
  • the first track assembly 37 serves to guide the arc.
  • the second track assembly 38 serves to guide the arc.
  • Both rails arrangement 37, 38 each have a first rail 39, 40 and a second rail 41, 42, between which the arc is formed further.
  • the first rails 39, 40 are connected to the first fixed contact carrier 11 ( FIG. 4 ).
  • the second rails 41, 42 are connected to the bridge contact piece 15, wherein the second rails 41, 42 are represented by an integral (one-piece) component which once around the side facing away from the first contact 9 around, so a closed loop in the form of a Rings represents.
  • the first track 39 of the first track assembly 37 extends in FIG. 3 initially to the left and then 90 ° deflected upward, wherein the distance between the first track 39 and the second track 41 increases successively.
  • the arc is therefore formed between these two rails 39, 41 continues and is driven by the first pair of contacts 7 in a first direction of flow to the left and then upwards.
  • the arc is successively driven into the gaps between the individual quenching plates 23.
  • the Ausblaskanäle 35 are then provided to blow out the arc gases from the housing 6.
  • the second track assembly 38 is constructed mirror-symmetrically identical.
  • An arc of comparatively low energy is in the first quenching device 21 in the form of a Deion-quenching chamber due to the formation of multiple partial arcs and the cooling effect of the quenching plates 23 lose so much energy that the driving voltage is reached very quickly and the arc goes out.
  • an arc of comparatively high energy content for example in a highly inductive circuit, it may happen that the arc after entering the quenching chamber 21 has lost only a portion of its energy and the individual partial arcs under the effect of Permanent magnetic blow field, the extinguishing chamber 21 in full length, then finally commute to the connecting web of fixed contact side rails 39, 40.
  • an arc bridge forms between the outermost (longer) metal sheet of the quenching chamber 21 and the immediately opposite lateral limb of the fixed contact side rails 39, 40, as a result of which the arc then runs again in the direction of the contacts 9, 18.
  • the arc can then run along the rails 39, 40, 41, 42 in the direction of the quenching chamber 21 again. With sufficient residual energy, one or more additional cycles may form until the arc finally has lost enough energy to extinguish it.
  • FIG. 4 shows the second current path 3
  • the first rails 39, 40 of the two slide assemblies 37, 38 are connected at their end remote from the first contact 7 via a connecting bracket 45 with each other.
  • FIG. 5 is a perspective view of the bridge switching piece 15 is shown, it being understood that the bridge switching piece 15 is constructed in two parts, namely a contact carrier member 43 to which the second contacts 18, 19 are fixed, and a running rail member 44 which the second rails 41, 42 for the first contact pair 7 and the second contact pair 8 forms.
  • FIGS. 8 and 9 each show perspective views of the second current path according to FIG. 4 .
  • FIGS. 8 and 9 will be discussed below on two advantageous modified embodiments relating to the track assembly.
  • the arc often has to overcome even insulating solder material, which makes the transition difficult.
  • the two first rails 39, 40 form a substantially U-shaped, one-piece guide piece 50, so that connecting points advantageously omitted here.
  • the first contacts 9 ', 10' are formed on the one-piece guide pieces 50.
  • the designed as a casting or hot pressing guide piece 50 here also has an embossing or contouring 46 to keep the arc from the edges of the guide piece.
  • FIG. 9 an alternative embodiment of the one-piece guide piece 50 is shown with a recess 51, wherein the guide pieces 50 so on the fixed contact carrier 11 ', 12' can be placed, that the first contacts 9 ', 10' protrude through the recesses 51.
  • the thereby advantageously on the slopes of the contacts 9 ', 10' adjacent, preferably resiliently executed edges of the recesses 51 thereby make an electrical connection between the contacts 9 ', 10' and the guide pieces 50 ago.
  • the guide piece 50 can advantageously be carried out inexpensively as a simple stamped and bent part here.
  • FIG. 10 is a perspective view of the second flow path according to FIG. 4 to see with a further modification of the track assembly.
  • the track assemblies consist of several parts, which can be positively connected to each other during assembly.
  • the two first rails 39, 40 may be connected to each other via a connecting bracket 45.
  • the connecting bracket 45 has a recess 52, wherein the recess 52 extends for centering of the arc approximately centrally along the closed loop, ie in the direction of movement of the foot of the arc.
  • the bases of an arc preferably run along sharp, conductive edges.
  • the arc is advantageously directed to the edges of the central recess 52.
  • a centering of the arc is achieved, which is offset only by half the cut-out width of the ideal center.
  • gases that arise during switching be blown out.
  • the connecting bracket 45 is shown with the recess 52 as a single part. This can be advantageously produced by means of a cutting punch.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät geeignet für einen Gleichstrombetrieb, welches zumindest ein Kontaktpaar, das einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist, wobei zumindest der zweite Kontakt zum ersten Kontakt beweglich ist, umfasst. Es ist eine Löscheinrichtung mit einer Löschkammer zum Löschen eines zwischen den Kontakten auftretenden Lichtbogens, einer ersten Laufschienenanordnung zum Leiten eines Lichtbogens mit einer ersten Stromrichtung in einer ersten Richtung in die genannte Löschkammer und einer zweiten Laufschienenanordnung zum Leiten eines Lichtbogens mit einer zweiten Stromrichtung in einer zweiten Richtung in die genannte Löschkammer vorgesehen. Die beiden Laufschienenanordnungen umfassen jeweils eine erste Laufschiene und eine zweite Laufschiene, wobei die beiden ersten Laufschienen ausgehend vom ersten Kontakt in entgegen gesetzten Richtungen verlaufen und die beiden zweiten Laufschienen ausgehend vom zweiten Kontakt in entgegen gesetzten Richtungen verlaufen.The invention relates to a switching device suitable for a DC operation, which comprises at least one contact pair having a first contact and a second contact, wherein at least the second contact is movable to the first contact comprises. It is a quenching device having a quenching chamber for extinguishing an arc occurring between the contacts, a first track arrangement for conducting an arc with a first current direction in a first direction in said quenching chamber and a second track arrangement for conducting an arc with a second current direction in a second Direction provided in said quenching chamber. The two track assemblies each include a first track and a second track, the first two tracks extending from the first contact in opposite directions and the two second tracks extending from the second contact in opposite directions.

Zur Abschaltung von Strömen in Verbrauchernetzen werden zumeist Schaltgeräte verwendet, die eine bzw. mehrere Strombahnen aufweisen, welche ihrerseits feststehende und bewegbare Kontakte umfassen. Die bewegbaren Kontakte sind dabei gemeinsam zwischen einer Schließstellung, in der sich die einander zugeordneten bewegbaren und feststehenden Kontakte berühren, und einer Offenstellung bewegbar, in der sich eine Trennstrecke zwischen den einander jeweils zugeordneten bewegbaren und feststehenden Kontakten bildet. Sobald die bewegbaren Kontakte unter Last, d. h. unter Stromfluss in die Offenstellung bewegt werden, entstehen längs der Trennstrecken Lichtbögen. Die Brenndauer der Lichtbögen bestimmt die Schaltzeit, da der Stromfluss zwischen den Kontakten aufrechterhalten wird. Außerdem wird durch die Lichtbögen eine große Wärmemenge freigesetzt, die zur thermischen Zerstörung der Kontakte sowie von Teilen der Schaltkammer in unmittelbarer Nähe der Kontakte und damit zur Verringerung der Lebensdauer des Schaltgeräts führen. Es ist daher notwendig, die Lichtbögen möglichst schnell zu löschen, was durch Lichtbogenlöscheinrichtungen erfolgen kann. Durch diese Löscheinrichtungen werden die Lichtbögen zum Beispiel in einzelne Teillichtbögen unterteilt. Sobald die Lichtbogenspannungen höher sind als die treibenden Spannungen, werden die Lichtbögen sicher gelöscht.To switch off currents in consumer networks switching devices are usually used, which have one or more current paths, which in turn comprise fixed and movable contacts. The movable contacts are movable together between a closed position, in which touch the associated movable and fixed contacts, and an open position, in which forms a separation distance between the mutually associated movable and fixed contacts. As soon as the movable contacts are moved under load, ie under current flow in the open position, arcs are formed along the separation sections. The burning time of the arcs determines the switching time since the current flow between the contacts is maintained. In addition, a large amount of heat is released by the arcs, which lead to the thermal destruction of the contacts and parts of the switching chamber in the immediate vicinity of the contacts and thus to reduce the life of the switching device. It is therefore necessary to erase the arcs as quickly as possible, which can be done by arc quenching. By means of these extinguishing devices, the arcs are subdivided, for example, into individual partial arcs. Once the arc voltages are higher than the driving voltages, the arcs are safely erased.

Zur Löschung speziell von höheren Strömen nutzt man häufig die von den Strömen selbst erzeugten Magnetfelder, um die sich bildenden Schaltlichtbögen selbstständig rasch von den Kontakten weg zu den Löscheinrichtungen hin abzulenken, wo sie schließlich zum Erlöschen gebracht werden.For deletion, especially of higher currents, one often uses the magnetic fields generated by the currents themselves in order to independently deflect the forming switching arcs rapidly away from the contacts to the extinguishing devices, where they are finally extinguished.

Bei Schaltgeräten für Gleichstrom-Anwendungen kommt es zu keiner selbstständigen Unterbrechung des Lichtbogens wie beim Nulldurchgang des Wechselstroms. Im Falle von Gleichstromanwendungen werden daher sogenannte Blasmagnete eingesetzt, die ein Magnetfeld mit einer Stärke und Ausrichtung erzeugen, welche auf die Lichtbögen eine Ablenkkraft (Lorentzkraft) ausüben, die die Lichtbögen zu den Lichtbogenlöscheinrichtungen hin ablenkt. In den Löscheinrichtungen werden die Lichtbögen wie an sich bekannt gestreckt, gekühlt und in Teillichtbögen aufgeteilt und dadurch zum Erlöschen gebracht.In switching devices for DC applications, there is no automatic interruption of the arc as at the zero crossing of the alternating current. In the case of DC applications, therefore, so-called Blasmagnete be used which generate a magnetic field with a strength and orientation, which exert on the arcs a deflection force (Lorentz force), which deflects the arcs towards the arc quenching out. In the extinguishing equipment, the arcs are stretched as known per se, cooled and divided into partial arcs and thereby extinguished.

Ein eingangs genanntes Schaltgerät ist aus der EP 2 061 053 A2 bekannt. Zur Schaffung eines Schaltgeräts für Gleichstromanwendungen wird dort vorgeschlagen, das Gehäuse eines Schaltgeräts für Wechselstromanwendungen zu verwenden, wobei zusätzlich mindestens ein Magnet vorgesehen ist, der ein Magnetfeld mit im wesentlichen quer zur Trennstrecken der Strombahnen des Wechselstromschaltgeräts verlaufende Feldlinien aufweist. In dem Gehäuse sind drei Aufnahmebereiche für jeweils eine Strombahn vorgesehen, wobei jeder Strombahn ein bewegbares Schaltkontaktelement sowie zwei einander gegenüberliegende feststehende Schaltkontaktelemente zugeordnet ist. Die drei bewegbaren Schaltkontaktelemente sind dabei gemeinsam zwischen einer Schließstellung, die dem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts entspricht, und einer Offenstellung, die einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts entspricht, bewegbar. Den einzelnen Strombahnen sind jeweils zwei Lichtbogenlöscheinrichtungen zugeordnet, die jeweils in Form von einzelnen übereinander angeordneten, elektrisch voneinander isolierten Löschblechen ausgebildet sind. Außerdem weist jede Strombahn zwei Trennstrecken auf, die sich bei geöffneten bewegbaren Schaltkontaktelementen zwischen deren Enden und den diesen Enden zugeordneten ersten und zweiten feststehenden Schaltkontaktelementen ausbilden. Beim Öffnen der Schaltkontaktelemente bildet sich entlang der Trennstrecken jeweils ein Lichtbogen, der mit Hilfe der Lichtbogenlöscheinrichtungen gelöscht werden kann. Da bei Gleichstromanwendungen das Löschen eines Lichtbogens nicht aufgrund eines Nulldurchgangs des Stroms, wie bei Wechselstromanwendungen, erreicht werden kann, bedarf es bei den meisten Gleichstromanwendungen dem Vorsehen eines Magnetfeldes, welches den Lichtbogen in eine der Lichtbogenlöscheinrichtungen treibt. Dieses Magnetfeld wird durch Permanentmagnete gebildet, wobei ein Magnetfeld mit Feldlinien in einer Ausrichtung aufgebaut wird, die quer zu den Trennstrecken verlaufen und auf sich längs dieser Trennstrecken bildenden Lichtbögen eine Lorentzkraft erzeugen, welche die Lichtbögen in Richtung auf eine der Lichtbogenlöscheinrichtungen treibt. Hierbei wird ein Lichtbogen zwischen einem ersten Kontaktpaar in Richtung einer ersten Lichtbogenlöscheinrichtung und der Lichtbogen zwischen einem zweiten Kontaktpaar in eine zweite Lichtbogenlöscheinrichtung getrieben. Da die Bewegung der Lichtbögen von der Stromrichtung abhängig ist, ist das Schaltgerät nur für eine Stromrichtung, d.h. Polung, geeignet. Würde das Schaltgerät auch in einer umgekehrten Stromrichtung betrieben, würden die Lichtbögen nicht in die Lichtbogenlöscheinrichtungen getrieben werden, sondern in die entgegengesetzte Richtung zu einer Schaltbrücke. Selbst wenn man die magnetische Polung einer der Lichtbogenlöscheinrichtungen umdrehen würde, so würde stets einer der Lichtbögen in Richtung zur Schaltbrücke laufen, was eine reduzierte Lebensdauer zur Folge hätte, da die Schaltbrücke oder andere Bauteile auf Dauer beschädigt oder sogar zerstört würden.An initially mentioned switching device is from the EP 2 061 053 A2 known. To provide a switching device for DC applications there is proposed to use the housing of a switching device for AC applications, wherein additionally at least one magnet is provided which has a magnetic field with substantially transverse to the separation paths of the current paths of the AC switching device field lines. In the housing, three receiving areas are provided for each one flow path, wherein each current path is associated with a movable switching contact element and two opposing fixed switching contact elements. The three movable switching contact elements are in this case jointly movable between a closed position, which corresponds to the switched-on state of the switching device, and an open position, which corresponds to a switched-off state of the switching device. The individual current paths are each associated with two arc quenching devices, which are each in the form of individual stacked, electrically insulated from each other quenching plates are formed. In addition, each current path has two separating sections which, when the movable switching contact elements are open, form between the ends thereof and the first and second stationary switching contact elements assigned to these ends. When the switching contact elements are opened, an arc forms along the separating sections, which arc can be extinguished with the aid of the arc-extinguishing devices. Because in DC applications, erasing an arc is not due to a Zero crossing of the current, as can be achieved in AC applications, it requires the provision of a magnetic field in most DC applications, which drives the arc in one of the arc quenching equipment. This magnetic field is formed by permanent magnets, wherein a magnetic field is established with field lines in an orientation which extend transversely to the separation paths and generate a Lorentz force on arcs along these separation lines, which drives the arcs towards one of the arc extinguishing devices. In this case, an arc is driven between a first contact pair in the direction of a first arc quenching device and the arc between a second contact pair in a second arc quenching device. Since the movement of the arcs depends on the current direction, the switching device is suitable only for one direction of current, ie polarity. If the switching device were also operated in a reverse current direction, the arcs would not be driven into the arc extinguishing devices, but in the opposite direction to a switching bridge. Even if one reversed the magnetic polarity of one of the arc extinguishing devices, one of the arcs would always run in the direction of the switching bridge, which would result in a reduced service life, since the switching bridge or other components would be permanently damaged or even destroyed.

Die EP 0 789 372 B1 zeigt ebenfalls ein Schaltgerät der eingangs genannten Art, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Festkontakt ist hierbei mit einem feststehenden Bogenläufer versehen, der kreisbogenförmig gestaltet ist. An einem bewegbaren Kontakt ist ein bewegbarer Bogenläufer vorgesehen, wobei sich zwischen den beiden Bogenläufern ein Lichtbogen ausbilden kann, der über die Lichtbogentreiberanordnung je nach Stromrichtung in unterschiedliche Richtungen bewegt wird. Je nach Stromrichtung des Lichtbogens wird dieser entweder in einem ersten Drehsinn oder in einem dem ersten Drehsinn entgegen gesetzten zweiten Drehsinn um einen Mittelpunkt umgelenkt, wobei der Mittelpunkt dem Mittelpunkt des feststehenden Bogenläufers entspricht. Ein Lichtbogen mit einer ersten Stromrichtung wird in einen ersten Bogenläuferkanal und ein Lichtbogen mit einer der ersten Stromrichtung entgegengesetzten zweiten Stromrichtung wird in einen zweiten Bogenläuferkanal gelenkt. Die beiden Bogenläuferkanäle verlaufen um den Mittelpunkt herum und sind, durch eine isolierende Wand voneinander getrennt, nebeneinander angeordnet. Die Bogenläuferkanäle sind jeweils Bestandteil einer Löscheinrichtung zum Löschen des Lichtbogens. Die Löscheinrichtungen umfassen ferner Löschbleche, die gegenüber dem stationären Bogenläufer radial verlaufend angeordnet sind. Die Löschbleche sind derart angeordnet, dass sie beide Bogenläuferkanäle überdecken und somit Teil beider Löscheinrichtungen sind.The EP 0 789 372 B1 also shows a switching device of the type mentioned above, according to the preamble of claim 1. A fixed contact is in this case provided with a fixed sheet traveler, which is designed circular arc. On a movable contact, a movable sheet traveler is provided, which can form an arc between the two bow travelers, which is moved via the arc runner assembly depending on the direction of current in different directions. Depending on the current direction of the arc, the latter is deflected about a center either in a first direction of rotation or in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, wherein the center corresponds to the center of the stationary sheet traveler. An arc having a first current direction is directed into a first arcuate channel and an arc having a second current direction opposite to the first current direction is directed into a second arcuate channel. The two Bogenläuferkanäle extend around the center around and are separated by an insulating wall, juxtaposed. The bow traveler channels are each part of an extinguishing device for extinguishing the arc. The extinguishing devices further comprise quenching plates that extend radially with respect to the stationary blade traveler are arranged. The quenching plates are arranged such that they cover both Bogenläuferkanäle and thus are part of both extinguishing devices.

Bei vielen bekannten Schaltgeräten, wird der beim Schalten entstehende Lichtbogen in einem permanentmagnetischen Blasfeld in eine Löschkammer, zum Beispiel einer Deion-Löschkammer, zum Löschen des Lichtbogens getrieben. Die Laufschienen der Lichtbogenleiteinrichtungen verlaufen jeweils von den Kontakten nach außen hin auseinanderlaufend.In many known switching devices, the resulting arcing arc is driven in a permanent magnetic blower field in a quenching chamber, for example, a Deion-quenching chamber to extinguish the arc. The rails of the arc guiding devices each extend from the contacts outwardly diverging.

Je nach Polarität des Stroms wird der Schaltlichtbogen unmittelbar nach seiner Entstehung aufgrund der wirkenden Lorentzkraft immer von den Schaltkontakten weg entlang einer der beiden üblicherweise diametral auseinanderlaufenden Laufschienenanordnungen in Richtung der Löschkammer getrieben, wo er in der Regel sehr bald bei Erreichen der treibenden Spannung erlischt.Depending on the polarity of the current, the switching arc is driven immediately after its formation due to the effective Lorentz force always away from the switch contacts along one of the two usually diametrically diverging track assemblies in the direction of the quenching chamber, where it usually goes out very soon upon reaching the driving voltage.

Bei Schaltlichtbögen von hoher Energie, insbesondere bei hohem induktivem Anteil im Stromkreis, kann es vorkommen, dass ein in die Löschkammer eingetretener Lichtbogen dort nur einen Teil seiner Energie verliert, aber noch nicht völlig zum Erlöschen kommt. In diesem Fall kann es nach Durchlaufen der Löschkammer zu Rückzündungen kommen, in der Weise dass der Lichtbogen dann vom äußeren Ende der Löschkammer zum Ende der Laufschienen hin kommutiert und u.U. wieder in Richtung der Kontakte läuft. Je nach Geometrie der Schaltkammer kann sich der Lichtbogen auch an bestimmten Stellen, z.B. an den Endpunkten der Laufschienen, "festbrennen", was eine entsprechend verlängerte Lichtbogenbrenndauer und damit einhergehend eine erhöhte thermische Belastung der Schaltkammer bedeutet, die für das Schaltgerät im Ergebnis eine reduzierte elektrische Lebensdauer bedeuten kann.In switching arcs of high energy, especially at high inductive component in the circuit, it may happen that an arc entered into the quenching chamber there loses only a part of its energy, but not yet completely extinguished. In this case, flashback may occur after passing through the quenching chamber, in such a way that the arc then commutates from the outer end of the quenching chamber to the end of the rails and may u.U. running back towards the contacts. Depending on the geometry of the switching chamber, the arc may also occur at certain locations, e.g. at the end points of the rails, "solidify", which means a correspondingly extended arc burning time and concomitantly increased thermal stress on the switching chamber, which can mean a reduced electrical life for the switching device as a result.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltgerät bereit zu stellen, dass Lichtbögen sicher löscht und eine höhere Lebensdauer auch bei hohen Strömen und Spannungen aufweist.Object of the present invention is to provide a switching device that safely extinguishes arcs and has a longer life even at high currents and voltages.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltgerät geeignet für einen Gleichstrombetrieb welches zumindest ein Kontaktpaar, das einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist, umfasst, wobei zumindest der zweite Kontakt zum ersten Kontakt beweglich ist. Ferner ist eine Löscheinrichtung mit zumindest einer Löschkammer zum Löschen eines zwischen den Kontakten auftretenden Lichtbogens vorgesehen, wobei die Löschkammer als Deion-Löschkammer mit einer Vielzahl von gegeneinander elektrisch isolierten, elektrisch leitenden und parallel zueinander angeordneten Löschblechen ausgebildet ist. Eine erste Laufschienenanordnung ist zum Leiten eines Lichtbogens mit einer ersten Stromrichtung in einer ersten Richtung und eine zweite Laufschienenanordnung ist zum Leiten eines Lichtbogens mit einer zweiten Stromrichtung in die genannte Löschkammer vorgesehen. Die beiden Laufschienenanordnungen umfassen jeweils eine erste Laufschiene und eine zweite Laufschiene, wobei die beiden ersten Laufschienen ausgehend vom ersten Kontakt in entgegen gesetzten Richtungen verlaufen und die beiden zweiten Laufschienen ausgehend vom zweiten Kontakt in entgegen gesetzten Richtungen verlaufen. Die ersten Laufschienen sind hierbei in Form einer geschlossenen Schleife miteinander elektrisch leitend verbunden. Erfindungsgemäß sind die Laufschienen auf einer dem ersten Kontakt abgewandten Seite des zweiten Kontakts miteinander elektrisch leitend verbunden.The object is achieved by a switching device suitable for a DC operation which comprises at least one pair of contacts having a first contact and a second contact, wherein at least the second contact to the first contact is mobile. Furthermore, a quenching device is provided with at least one quenching chamber for extinguishing an arc occurring between the contacts, wherein the quenching chamber is formed as a deion-quenching chamber with a plurality of mutually electrically isolated, electrically conductive and mutually parallel quenching plates. A first track assembly is for directing an arc having a first current direction in a first direction, and a second track assembly is for directing an arc having a second current direction into said quench chamber. The two track assemblies each include a first track and a second track, the first two tracks extending from the first contact in opposite directions and the two second tracks extending from the second contact in opposite directions. The first rails are connected to each other in the form of a closed loop electrically conductive. According to the invention, the rails are electrically conductively connected to one another on a side of the second contact facing away from the first contact.

Der Begriff "geschlossene Schleife" bedeutet, dass sich eine Art geschlossener elektrischer Kreislauf ergibt, der geometrische beliebig, zum Beispiel in Form eines Rings, ausgebildet sein kann. Hierbei sind auch Laufschienen als "geschlossen" anzusehen, wenn diese kurze Unterbrechungen aufweisen, solange die Unterbrechungen durch Lichtbögen ohne weiteres überbrückt werden können.The term "closed loop" means that there is a kind of closed electrical circuit that can be any geometric shape, for example in the form of a ring. Here, rails are to be regarded as "closed" if they have short interruptions, as long as the interruptions can be bridged by arcs readily.

Durch die vorliegenden Erfindung wird erzielt, dass auch ein Lichtbogen von hohem Energiegehalt im permanentmagnetischen Blasfeld in einer kontinuierlichen gleichmäßigen Bewegung gehalten wird, so dass die thermische Belastung einzelner Bereiche innerhalb der Schaltkammer deutlich reduziert wird und sich die Lebenserwartung der Schaltkammer insgesamt entsprechend erhöht. Dies ist in der Weise gelöst, dass die festkontaktseitigen ersten Laufschienen miteinander verbunden und somit geschlossen sind. Dabei werden auslaufende Enden der beiden Laufschienen, vorzugsweise durch einen Verbindungsbügel, durchgehend miteinander verbunden. Die Begriffe Schaltkammer und Schaltgerät werden hier und im Folgenden synonym verwendet.By the present invention it is achieved that an arc of high energy content in the permanent magnetic blower field is maintained in a continuous uniform movement, so that the thermal load of individual areas within the switching chamber is significantly reduced and increases the life expectancy of the switching chamber as a whole accordingly. This is in the Solved manner that the festkontaktseitigen first rails are connected to each other and thus closed. In this case, expiring ends of the two rails, preferably connected by a connecting bracket, continuously. The terms switching chamber and switching device are used synonymously here and below.

Vorteilhafterweise weist die Löscheinrichtung genau eine Löschkammer auf und die Laufschienenanordnungen sind derart gestaltet, dass der Lichtbogen unabhängig von der Stromrichtung und der Laufrichtung des Lichtbogens in die eine Löschkammer geleitet wird.Advantageously, the quenching device has exactly one quenching chamber and the running-rail arrangements are designed in such a way that the arc is guided into the one quenching chamber independently of the current direction and the running direction of the arc.

Aus fertigungstechnischer Sicht kann es hierbei von Vorteil sein, wenn die Laufschienenanordnungen aus mehreren Teilen bestehen, die bei der Montage kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Hierbei können die beiden ersten Laufschienen über einen Verbindungsbügel miteinander verbunden sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher der Verbindungsbügel eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung sich zur Zentrierung des Lichtbogens etwa mittig entlang der geschlossenen Schleife erstreckt, also in Richtung der Bewegung des Fußpunkts des Lichtbogens. Die Fußpunkte eines Lichtbogens laufen bevorzugt an scharfen, leitfähigen Kanten entlang. Wenn die Außenkanten des Bügels durch anliegende Gehäusewände abgedeckt sind, wird der Lichtbogen vorteilhaft auf die Kanten der mittigen Ausnehmung geleitet. Dadurch wird eine Zentrierung des Lichtbogens erreicht, die nur um die halbe Aussparungsbreite von der idealen Mitte versetzt ist. Zusätzlich können durch die Ausnehmung Gase, die beim Schalten entstehen, ausgeblasen werden.From a manufacturing point of view, it may be advantageous if the track assemblies consist of several parts, which are positively connected with each other during assembly. Here, the two first rails can be connected to each other via a connecting bracket. Particularly preferred is an embodiment in which the connecting bracket has a recess, wherein the recess extends for centering of the arc approximately centrally along the closed loop, ie in the direction of movement of the foot of the arc. The bases of an arc preferably run along sharp, conductive edges. If the outer edges of the bracket are covered by adjacent housing walls, the arc is advantageously passed to the edges of the central recess. As a result, a centering of the arc is achieved, which is offset only by half the cut-out width of the ideal center. In addition, through the recess gases that arise during switching, be blown out.

Grundsätzlich ist es jedoch vorteilhaft, die Anzahl und/oder die Größe von Spalten oder Nuten quer zur Bewegungsrichtung des Lichtbogens in der Laufschienenanordnung zu vermeiden, da sich in derartigen Bereichen leicht Teillichtbögen ausbilden, die den Verschleiß dort erheblich erhöhen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die beiden ersten Laufschienen ein im Wesentlichen U-förmiges, einteiliges Leitstück bilden, so dass Verbindungsstellen vorteilhaft entfallen. Das Leitstück kann dabei als vorteilhaft geformtes Formteil oder kostengünstig als einfaches Stanz-Biegeteil ausgeführt sein.In principle, however, it is advantageous to avoid the number and / or the size of gaps or grooves transversely to the direction of movement of the arc in the track arrangement, since easily formed in such areas partial arcs, which significantly increase the wear there. According to a preferred embodiment, it is therefore provided that the two first rails form a substantially U-shaped, one-piece guide piece, so that advantageously eliminates connection points. The guide piece can be designed as an advantageously shaped molding or inexpensive as a simple stamped and bent part.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zusätzlich vorgesehen, dass der erste Kontakt an dem einteiligen Leitstück ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist an dem einteiligen Leitstück eine Ausnehmung vorgesehen, wobei das Leitstück derart auf einen Festkontaktträger aufsetzbar ist, dass der erste Kontakt durch die Ausnehmung hindurchragt. Die dabei vorteilhaft an den Schrägen des Kontakts anliegenden, vorzugsweise federnd ausgeführten Ränder der Ausnehmung stellen dabei eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontakt und dem Leitstück her. Der Lichtbogen muss in dieser Ausgestaltung kein isolierendes Lotmaterial überwinden, sondern kann leicht von dem Kontakt auf das Leitstück übergehen.According to a particularly preferred embodiment, it is additionally provided that the first contact is formed on the one-piece guide piece. In an alternative embodiment, a recess is provided on the one-piece guide piece, wherein the guide piece can be placed on a fixed contact carrier such that the first contact protrudes through the recess. The case advantageously applied to the slopes of the contact, preferably resiliently running edges of the recess thereby make an electrical connection between the contact and the guide piece ago. The arc does not have to overcome any insulating solder material in this embodiment, but can easily pass from the contact on the Leitstück.

Die beiden ersten Laufschienen können die Löschkammer zwischen sich aufnehmen, um den Lichtbogen effektiv in die Löschkammer leiten zu können. Die Löschkammer ist vorzugsweise als Deion-Löschkammer mit einer Vielzahl von gegeneinander elektrisch isolierten, elektrisch leitenden und parallel zueinander angeordneten Löschblechen ausgebildet.The first two rails can accommodate the quenching chamber between them to effectively direct the arc into the quenching chamber. The quenching chamber is preferably formed as a deion-quenching chamber with a plurality of mutually electrically isolated, electrically conductive and mutually parallel quenching plates.

Die beiden zweiten Laufschienen können in Form einer geschlossenen Schleife miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Die beiden zweiten Laufschienen sind vorzugsweise auf einer dem ersten Kontakt abgewandten Seite des zweiten Kontakts miteinander elektrisch leitend verbunden. Auf der beweglichen Kontaktseite werden die in Richtung der (lotseitigen) Kontaktunterseite gebogenen Laufschienenenden in der Weise verlängert, dass eine fast oder auch völlig geschlossene Schleife, z.B. in Form eines Rings oder einer Ellipse entsteht. Die zweiten Laufschienen sind demnach ringförmig miteinander verbunden und sind insbesondere einteilig gestaltet.The two second rails can be connected to each other in the form of a closed loop electrically conductive. The two second rails are preferably electrically conductively connected to one another on a side of the second contact facing away from the first contact. On the movable contact side, the track ends bent in the direction of the (solder side) contact bottom are lengthened in such a way that an almost or completely closed loop, e.g. in the form of a ring or an ellipse. The second rails are therefore annularly connected to each other and are particularly designed in one piece.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Kontakt auf einem zum ersten Kontakt beweglichen Schaltstück angeordnet ist und dass die zweiten Laufschienen durch ein gemeinsames separates integrales Bauteil gebildet sind, das mit dem Schaltstück verbunden ist.In a preferred embodiment, it is provided that the second contact is arranged on a movable contact piece for the first contact and that the second rails are formed by a common separate integral component which is connected to the contact piece.

Aus Fertigungsgründen kann diese Laufschienenanordnung aus zwei einzelnen Komponenten von jeweils einfacher Geometrie vorteilhaft sein. Bei der Gerätemontage werden die Komponenten auf geeignete Weise fest miteinander verbunden. Neben dem Vorteil einer einfacheren Herstellbarkeit lässt sich bei einer Laufschiene als separatem Bauteil aus einem leichteren und thermisch höher belastbaren Material der Nachteil des zwar elektrisch gut leitenden, aber relativ schweren und weichen Kupfers vermeiden.For manufacturing reasons, this track assembly may be advantageous from two individual components of each simple geometry. When mounting the device, the components are firmly connected together in a suitable manner. In addition to the advantage of easier manufacturability can be in a running rail as a separate component from a lighter and more thermally stable material to avoid the disadvantage of electrically good conducting, but relatively heavy and soft copper.

Von besonderem Vorteil für ein harmonisches Laufverhalten des Lichtbogens ist es, wenn man dafür sorgt, dass die Lichtbogenfußpunkte bevorzugt entlang der Mitte der Laufschienen verlaufen, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit des Kommutierens vom Laufschienenrand insbesondere in Bereiche, die in unmittelbarer Nähe der Schaltkammerwände liegen, wo es zu einer erhöhten thermischen Materialbelastung kommen kann, deutlich reduziert wird.It is of particular advantage for a harmonious running behavior of the arc, if it is ensured that the arc root points preferably along the center of the rails, since in this case the probability of commutation of the edge of the rail especially in areas that are in the immediate vicinity of the switching chamber walls, where it can lead to an increased thermal load on material is significantly reduced.

Hierzu kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Laufschienen zumindest teilweise in Laufrichtung des Lichtbogens eine zur jeweilig anderen Laufschiene vorstehende Erhöhung aufweisen. Konstruktiv lässt sich dies in der Weise erzielen, dass man die Lichtbogenlaufschienen Einprägungen einbringt, die in der Mitte der Laufschienen entweder über die gesamte Länge oder aber in kritischen Teilbereichen verlaufen.For this purpose, it can be provided that at least one of the rails at least partially in the direction of the arc have a respective other running rail projecting increase. In terms of design, this can be achieved by inserting indentations that run in the middle of the rails either over the entire length or in critical subregions.

Zur Erzeugung einer Lorentzkraft auf den Lichtbogen ist zumindest eine Lichtbogentreiberanordnung vorgesehen, die zumindest im Bereich der Kontaktpaare ein Magnetfeld erzeugt.To generate a Lorentz force on the arc, at least one arc runner arrangement is provided, which generates a magnetic field at least in the area of the contact pairs.

Die Lichtbogentreiberanordnung kann ein äußeres Polelement und ein inneres Polelement aufweisen, wobei beide Polelemente als U-förmige Profile mit jeweils einem Basissteg und zwei von dem Basissteg vorstehenden Polplatten gestaltet sind.The arc runner assembly may include an outer pole member and an inner pole member, wherein both pole members are configured as U-shaped profiles each having a base land and two pole plates projecting from the base land.

Das innere Polelement ist hierbei vorzugsweise innerhalb des äußeren Polelements angeordnet, wobei zwischen den Basisstegen der beiden Polelemente zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist und dass zwischen jeweils einer Polplatte des äußeren Polelements und einer Polplatte des inneren Polelements ein Kontaktpaar ist.The inner pole element is in this case preferably arranged within the outer pole element, wherein between the base webs of the two pole elements at least one permanent magnet is arranged and that between each pole plate of the outer pole element and a pole plate of the inner pole element is a contact pair.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt

Figur 1
einen perspektivischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltgerät,
Figur 2
eine perspektivische Darstellung der Strombahn gemäß Figur 1,
Figur 3
einen Querschnitt durch eine der Schaltkammern des Schaltgeräts entlang der Schnittlinie III - III gemäß Figur 1;
Figur 4
eine perspektivische Darstellung der zweiten Strombahn gemäß Figur 2 mit Laufschienenanordnungen;
Figur 5
eine perspektivische Darstellung eines Brückenschaltstücks gemäß Figur 2 mit Laufschienenanordnung;
Figur 6
eine Lichtbogentreiberanordnung des Schaltgeräts gemäß Figur 1 und
Figur 7
eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Brückenschaltstücks mit Laufschienenanordnung;
Figur 8
eine perspektivische Darstellung der zweiten Strombahn gemäß Figur 4 mit einer ersten abgewandelten Laufschienenanordnung;
Figur 9
eine perspektivische Darstellung der zweiten Strombahn gemäß Figur 4 mit einer zweiten abgewandelten Laufschienenanordnung;
Figur 10
eine perspektivische Darstellung der zweiten Strombahn gemäß Figur 4 mit einer dritten abgewandelten Laufschienenanordnung;
Figur 11
ein Einzelteil aus Figur 10 im Detail;
A preferred embodiment is explained below with reference to the drawings. Herein shows
FIG. 1
a perspective longitudinal section through an inventive switching device,
FIG. 2
a perspective view of the flow path according to FIG. 1 .
FIG. 3
a cross section through one of the switching chambers of the switching device along the section line III - III according to FIG. 1 ;
FIG. 4
a perspective view of the second flow path according to FIG. 2 with track arrangements;
FIG. 5
a perspective view of a bridge switching piece according to FIG. 2 with track arrangement;
FIG. 6
an arc runner arrangement of the switching device according to FIG. 1 and
FIG. 7
a perspective view of an alternative embodiment of a bridge contact piece with track assembly;
FIG. 8
a perspective view of the second flow path according to FIG. 4 with a first modified track assembly;
FIG. 9
a perspective view of the second flow path according to FIG. 4 with a second modified track assembly;
FIG. 10
a perspective view of the second flow path according to FIG. 4 with a third modified track assembly;
FIG. 11
an item FIG. 10 in detail;

Das elektrische Schaltgerät 1 umfasst insgesamt zwei Pole, d.h. zwei Strombahnen, nämlich eine erste Strombahn 2 und eine zweite Strombahn 3. Grundsätzlich können jedoch auch mehr als zwei Strombahnen vorgesehen sein, wobei vorzugsweise jeweils zwei Strombahnen paarweise, wie nachfolgend beschrieben, vorgesehen sind. Die beiden Strombahnen 2, 3 sind jeweils mit einer Schaltanordnung, wie nachfolgend näher erläutert, versehen und können somit elektrisch unterbrochen werden. Die beiden Strombahnen 2, 3 können jeweils in einen Gleichstromkreislauf integriert werden und dienen zum Unterbrechen eines Stromflusses.The electrical switching device 1 comprises a total of two poles, i. Two current paths, namely a first current path 2 and a second current path 3. In principle, however, more than two current paths can be provided, wherein preferably two current paths in pairs, as described below, are provided. The two current paths 2, 3 are each provided with a switching arrangement, as explained in more detail below, and can thus be electrically interrupted. The two current paths 2, 3 can each be integrated into a DC circuit and serve to interrupt a current flow.

Figur 1 zeigt hierbei das Schaltgerät 1 mit einem Gehäuse 6 und den darin befindlichen Strombahnen 2, 3. Die Figur 2, die im folgenden zusammen mit der Figur 1 beschrieben wird, zeigt die beiden Strombahnen 2, 3. FIG. 1 shows here the switching device 1 with a housing 6 and the therein current paths 2, 3. Die FIG. 2 , which together with the following FIG. 1 is described, shows the two current paths 2, 3.

Das Schaltgerät 1 umfasst ein Gehäuse 6, in dem die Schalteranordnung wie nachfolgend erläutert aufgenommen sind. Die Strombahnen 2, 3 verlaufen nebeneinander von einer ersten Seite 16 des Schaltgeräts 1 bis zu einer zweiten Seite 17 des Schaltgeräts 1. Die erste Strombahn 2 umfasst einen ersten Anschluss 4 und einen zweiten Anschluss 5 zum Verbinden der ersten Strombahn 2 mit Anschlüssen eines Gleichstrom-Stromkreises. Die beiden Anschlüsse 4, 5 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltgeräts 1 und ragen aus dem Gehäuse 6 heraus. Dazu entsprechend weist die zweite Strombahn 3 einen ersten Anschluss 4' und einen zweiten Anschluss 5' auf, wobei der erste Anschluss 4' auf derselben Anschlussseite angeordnet ist wie der erste Anschluss 4 der ersten Strombahn 2. Der zweite Anschluss 5' der zweiten Strombahn 3 ist auf derselben Anschlussseite wie der zweite Anschluss 5 der ersten Strombahn 2 angeordnet. Im folgenden wird stellvertretend für beide Strombahnen 2, 3 die erste Strombahn 2 näher beschrieben, wobei die zweite Strombahn 3 identisch ausgebildet ist, sofern nicht anders erläutert.The switching device 1 comprises a housing 6, in which the switch arrangement are received as explained below. The current paths 2, 3 run side by side from a first side 16 of the switching device 1 to a second side 17 of the switching device 1. The first current path 2 comprises a first terminal 4 and a second terminal 5 for connecting the first current path 2 with terminals of a DC circuit. The two terminals 4, 5 are located on opposite sides of the switching device 1 and protrude out of the housing 6. Correspondingly, the second current path 3 has a first connection 4 'and a second connection 5', the first connection 4 'being arranged on the same connection side as the first connection 4 of the first flow path 2. The second connection 5' being the second flow path 3 is disposed on the same terminal side as the second terminal 5 of the first current path 2. In the following, representative of both current paths 2, 3, the first current path 2 described in more detail, wherein the second current path 3 is identical, unless otherwise explained.

Der erste Anschluss 4 führt zu einem ersten Kontaktpaar 7, welches in einer ersten Schaltkammer 13 des Gehäuses 6 angeordnet ist. Der zweite Anschluss 5 führt zu einem zweiten Kontaktpaar 8, welches in einer zweiten Schaltkammer 14 des Gehäuses 6 angeordnet ist. Die beiden Schaltkammern 13, 14 sind in dem Gehäuse 6 elektrisch voneinander isoliert und in einer Richtung vom ersten Anschluss 4 zum zweiten Anschluss 5 hintereinander und in Überdeckung zueinander angeordnet. Der erste Anschluss 4 ist elektrisch mit einem Kontaktträger in Form eines ortsfest gehaltenen Festkontaktträgers 11 verbunden, auf dem ein erster Kontakt 9 des ersten Kontaktpaares 7 angeordnet ist. Zum ersten Kontakt 9 ist ein zweiter Kontakt 18 beweglich angeordnet. Der zweite Kontakt 18 ist in den in Figuren 1 und 2 gezeigten Darstellungen vertikal verstellbar. Der zweite Kontakt 18 ist an einem elektrisch leitfähigen Kontaktträger in Form eines Brückenschaltstücks 15 vorgesehen, welches über eine Schaltbrücke 20 verstellbar ist. In einem eingeschalteten Zustand sind der erste Kontakt 9 und der zweite Kontakt 18 in Kontakt zueinander gehalten. In einem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ausgeschalteten Zustand sind der erste Kontakt 9 und der zweite Kontakt 18 außer Kontakt zueinander gehalten.The first terminal 4 leads to a first contact pair 7, which is arranged in a first switching chamber 13 of the housing 6. The second connection 5 leads to a second contact pair 8, which is arranged in a second switching chamber 14 of the housing 6. The two switching chambers 13, 14 are electrically insulated from each other in the housing 6 and arranged in a direction from the first terminal 4 to the second terminal 5 one behind the other and in register with each other. The first terminal 4 is electrically connected to a contact carrier in the form of a fixedly held fixed contact carrier 11, on which a first contact 9 of the first contact pair 7 is arranged. To the first contact 9, a second contact 18 is movably arranged. The second contact 18 is in the in FIGS. 1 and 2 shown representations vertically adjustable. The second contact 18 is provided on an electrically conductive contact carrier in the form of a bridge contact piece 15, which is adjustable via a switching bridge 20. In an on state, the first contact 9 and the second contact 18 are held in contact with each other. In one in the FIGS. 1 and 2 illustrated off state, the first contact 9 and the second contact 18 are kept out of contact with each other.

Der zweite Anschluss 5 führt zu einem ersten Kontakt 10 des zweiten Kontaktpaares 8, der auf einem weiteren Kontaktträger in Form eines ortsfest gehaltenen Festkontaktträgers 12 angeordnet ist. Zu dem ersten Kontakt 10 des zweiten Kontaktpaares 8 ist ein zweiter Kontakt 19 beweglich gehalten, der ebenfalls auf dem Brückenschaltstück 15 angeordnet ist und mit dem zweiten Kontakt 18 des ersten Kontaktpaares 7 elektrisch verbunden ist. Somit werden bei einem Verstellen des Brückenschaltstücks 15 beide Kontaktpaare 7, 8 geöffnet oder geschlossen.The second terminal 5 leads to a first contact 10 of the second contact pair 8, which is arranged on a further contact carrier in the form of a stationary held fixed contact carrier 12. To the first contact 10 of the second contact pair 8 is a second contact 19 held movable, which is also arranged on the bridge switching piece 15 and is electrically connected to the second contact 18 of the first contact pair 7. Thus, both pairs of contacts 7, 8 are opened or closed during an adjustment of the bridge contact piece 15.

Die Festkontaktträger 11, 12 beider Strombahnen 2, 3 sind derart angeordnet, dass die ersten Kontakte (Festkontakte) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, wobei die Achse parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der beiden Strombahnen 2, 3 verläuft.The fixed contact carriers 11, 12 of both current paths 2, 3 are arranged such that the first contacts (fixed contacts) are arranged on a common axis, wherein the axis runs parallel to a main extension direction of the two current paths 2, 3.

Beim Überführen der Schaltbrücke 20 in eine geöffnete Stellung können sich zwischen den Kontakten 9, 18, 10, 19 Lichtbögen ausbilden, die gelöscht werden müssen. Hierzu ist auf der dem jeweiligen zweiten Kontakt 18, 19 abgewandten Seite des ersten Kontakts 9, 10 jeweils eine Löscheinrichtung 21, 22 vorgesehen, wobei die beiden Löscheinrichtungen 21, 22 der beiden Kontaktpaare 7, 8 identisch aufgebaut sind. Hierbei ist eine erste Löscheinrichtung 21 dem ersten Kontaktpaar 7 und eine zweite Löscheinrichtung dem zweiten Kontaktpaar 8 zugeordnet. Beide Löscheinrichtungen umfassen jeweils Löschbleche 23, die elektrisch voneinander isoliert parallel zueinander angeordnet sind und selbst elektrisch leitend sind. Sie bilden somit eine Deion-Löschkammer.When transferring the switching bridge 20 into an open position, arcs can form between the contacts 9, 18, 10, 19, which must be extinguished. For this purpose, an erasing device 21, 22 is provided on the side of the first contact 9, 10 facing away from the respective second contact 18, 19, wherein the two erasing devices 21, 22 of the two contact pairs 7, 8 are constructed identically. In this case, a first erasing device 21 is assigned to the first contact pair 7 and a second erasing device is assigned to the second contact pair 8. Both extinguishing devices each comprise extinguishing plates 23, which are arranged electrically isolated from each other in parallel to each other and are themselves electrically conductive. They thus form a Deion-quenching chamber.

Um Lichtbögen, die sich zwischen den ersten Kontakten 9, 10 und den zweiten Kontakten 18, 19 ausbilden, in Richtung zu den Löscheinrichtungen 21, 22 bewegen zu können, ist eine Lichtbogentreiberanordnung 24 (Figur 6) vorgesehen. Die Lichtbogentreiberanordnung 24 umfasst ein äußeres Polelement 25 und ein inneres Polelement 26. Die beiden Polelemente 25, 26 weisen jeweils einen Basissteg 27, 28 auf, von dem jeweils eine erste Polplatte 29, 30 und eine zweite Polplatte 31, 32 vorsteht, wobei die beiden Polplatten 29, 39, 31, 32 eines Polelements 25, 26 parallel zueinander verlaufen. Das innere Polelement 26 ist in seinen Abmessungen kleiner gestaltet als das äußere Polelement 25, so dass das innere Polelement 26 innerhalb des äußeren Polelements 25 angeordnet werden kann. Hierbei sind alle Polplatten 29, 30, 31, 32 der beiden Polelemente 25, 26 parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Basisstegen 27, 28 der beiden Polelemente 25, 26 ist ebenfalls ein Abstand vorgesehen, wobei zwischen den beiden Basisstegen 27, 28 ein Permanentmagnet 33 angeordnet ist. Zwischen den beiden ersten Polplatten 29, 30 ist das erste Kontaktpaar 7 und zwischen den beiden zweiten Polplatten 31, 32 das zweite Kontaktpaar 8 angeordnet. Zwischen der ersten Polplatte 30 und der zweiten Polplatte 32 des inneren Polelements 26 ist die Schaltbrücke 20 angeordnet.In order to be able to move arcs that form between the first contacts 9, 10 and the second contacts 18, 19 in the direction of the erasers 21, 22, an arc runner arrangement 24 (FIG. FIG. 6 ) intended. The arc runner arrangement 24 comprises an outer pole element 25 and an inner pole element 26. The two pole elements 25, 26 each have a base web 27, 28, protruding from each of which a first pole plate 29, 30 and a second pole plate 31, 32, the two Pole plates 29, 39, 31, 32 of a pole element 25, 26 parallel to each other. The inner pole member 26 is made smaller in size than the outer pole member 25, so that the inner pole member 26 can be disposed within the outer pole member 25. Here, all the pole plates 29, 30, 31, 32 of the two pole elements 25, 26 are arranged parallel to and spaced from each other. Between the two base webs 27, 28 of the two pole elements 25, 26, a distance is likewise provided, wherein a permanent magnet 33 is arranged between the two base webs 27, 28. Between the two first pole plates 29, 30, the first contact pair 7 and between the two second pole plates 31, 32, the second Contact pair 8 arranged. Between the first pole plate 30 and the second pole plate 32 of the inner pole member 26, the switching bridge 20 is arranged.

Der genaue Aufbau kann auch der Figur 6 entnommen werden. Hierbei ist erkennbar, dass in dem Basissteg 27 des äußeren Polelements 25 eine Vielzahl von Durchbrüchen 34 vorgesehen ist. Diese dienen dazu, Ausblaskanäle 35 eines Isolierelements 36 aufzunehmen. Das Isolierelement 36 isoliert die beiden Schaltkammern 13, 14 voneinander, wobei die Ausblaskanäle 35 dazu dienen, Lichtbogengase aus den Schaltkammern 13, 14 nach außen hin auszublasen.The exact structure can also be the FIG. 6 be removed. It can be seen that in the base web 27 of the outer pole member 25, a plurality of openings 34 is provided. These serve to receive blow-out channels 35 of an insulating element 36. The insulating member 36 isolates the two switching chambers 13, 14 from each other, wherein the Ausblaskanäle 35 serve to blow out arc gases from the switching chambers 13, 14 to the outside.

Die einzelnen Polplatten 29, 30, 31, 32 sind quer zu den Strombahnen 2, 3 angeordnet und bewirken eine Lorentzkraft auf einen Lichtbogen, der sich zwischen den Kontakten 9, 10, 18, 19 ausbildet, so dass der Lichtbogen in die Löscheinrichtung 21, 22 getrieben werden kann.The individual pole plates 29, 30, 31, 32 are arranged transversely to the current paths 2, 3 and cause a Lorentz force on an arc, which forms between the contacts 9, 10, 18, 19, so that the arc in the extinguishing device 21, 22 can be driven.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch die erste Schaltkammer 13. Dort ist zu erkennen, dass zum Leiten eines Lichtbogens, der sich zwischen dem ersten Kontakt 9 und dem zweiten Kontakt 18 ausbildet, eine erste Laufschienenanordnung 37 und eine zweite Laufschienenanordnung 38 vorgesehen sind. Die erste Laufschienenanordnung 37 dient dazu, einen Lichtbogen mit einer ersten Stromrichtung in die erste Löscheinrichtung 21 zu leiten. Die zweite Laufschienenanordnung 38 dient zum Leiten eines Lichtbogens mit einer zweiten Stromrichtung in die erste Löscheinrichtung 21. FIG. 3 shows a cross section through the first switching chamber 13. It can be seen that for guiding an arc, which forms between the first contact 9 and the second contact 18, a first slide assembly 37 and a second slide assembly 38 are provided. The first rail arrangement 37 serves to guide an arc with a first current direction into the first erasing device 21. The second track arrangement 38 serves to guide an arc with a second current direction into the first erasure device 21.

Die vom beweglichen zweiten Kontakt 18 ausgehende, geschlossene Laufschienenanordnung 41, 42 ist hierbei exzentrisch im Innern der geschlossenen Laufschienenanordnung 39, 40 der Festkontaktseite angeordnet, in der Weise, dass in zwei Bereichen die festkontaktseitige Laufschienenanordnung 39, 40 jeweils parallel zu der hubkontaktseitigen Laufschienenanordnung 41, 42 verläuft. Im Bereich der beiden Kontakte 9, 18 ist der Abstand der Laufschienen dabei minimal, während der Abstand in der gegenüberliegenden Parallelzone, in der sich die Löschkammer eingebettet befindet, wesentlich größer ist.The outgoing from the movable second contact 18, closed track assembly 41, 42 is in this case eccentrically arranged in the interior of the closed track assembly 39, 40 of the fixed contact side, in such a way that in two areas, the festkontaktseitige track assembly 39, 40 each parallel to the hubkontaktseitigen track assembly 41, 42 runs. In the region of the two contacts 9, 18, the distance of the rails is minimal, while the distance in the opposite parallel zone, in which the quenching chamber is embedded, is substantially greater.

Aufgrund des zwischen den ersten Polplatten 29, 30 sich homogen ausbildenden Magnetfeldes mit Feldlinien von einer der ersten Polplatten 29 zu der anderen der ersten Polplatten 30, stehen die Magnetfeldlinien senkrecht zum Lichtbogen, so dass auf diesen eine Lorentzkraft ausgeübt wird, die den Lichtbogen seitlich von dem ersten Kontaktpaar 7 wegtreibt. Je nach Stromrichtung wird der Lichtbogen dann gemäß Figur 3 nach links oder nach rechts getrieben. Wird der Lichtbogen gemäß Figur 3 nach links getrieben, dient die erste Laufschienenanordnung 37 zum Leiten des Lichtbogens. Wird der Lichtbogen gemäß Figur 3 nach rechts getrieben, dient die zweite Laufschienenanordnung 38 zum Leiten des Lichtbogens. Beide Laufschienenanordnung 37, 38 weisen jeweils eine erste Laufschiene 39, 40 und eine zweite Laufschiene 41, 42 auf, zwischen denen sich der Lichtbogen weiter ausbildet. Die ersten Laufschienen 39, 40 sind mit dem ersten Festkontaktträger 11 verbunden (Figur 4). Die zweiten Laufschienen 41, 42 sind mit dem Brückenschaltstück 15 verbunden, wobei die zweiten Laufschienen 41, 42 durch ein integrales (einstückiges) Bauteil dargestellt sind, welches einmal um die vom ersten Kontakt 9 abgewandte Seite herum verläuft, also eine geschlossene Schleife in Form eines Rings darstellt.Due to the magnetic field forming homogeneously between the first pole plates 29, 30 with field lines from one of the first pole plates 29 to the other of the first pole plates 30, the magnetic field lines are perpendicular to the arc, so that there is one Lorentz force is applied, which expels the arc laterally from the first contact pair 7. Depending on the current direction of the arc is then according to FIG. 3 driven to the left or to the right. If the arc according to FIG. 3 driven to the left, the first track assembly 37 serves to guide the arc. If the arc according to FIG. 3 driven to the right, the second track assembly 38 serves to guide the arc. Both rails arrangement 37, 38 each have a first rail 39, 40 and a second rail 41, 42, between which the arc is formed further. The first rails 39, 40 are connected to the first fixed contact carrier 11 ( FIG. 4 ). The second rails 41, 42 are connected to the bridge contact piece 15, wherein the second rails 41, 42 are represented by an integral (one-piece) component which once around the side facing away from the first contact 9 around, so a closed loop in the form of a Rings represents.

Die erste Laufschiene 39 der ersten Laufschienenanordnung 37 verläuft in Figur 3 zunächst nach links und anschließend 90° umgelenkt nach oben, wobei sich der Abstand zwischen der ersten Laufschiene 39 und der zweiten Laufschiene 41 sukzessive erhöht. Der Lichtbogen bildet sich daher zwischen diesen beiden Laufschienen 39, 41 weiter aus und wird von dem ersten Kontaktpaar 7 bei einer ersten Stromrichtung nach links und dann nach oben getrieben. Im weiteren Verlauf wird der Lichtbogen an der vom ersten Kontakt 9 abgewandten Rückseite des Brückenschaltstücks 15 entlang verlaufen, wobei der Lichtbogen sukzessive in die Spalten zwischen den einzelnen Löschblechen 23 hineingetrieben wird. An der Oberseite der ersten Schaltkammer 13 sind dann die Ausblaskanäle 35 vorgesehen, um die Lichtbogengase aus dem Gehäuse 6 auszublasen.The first track 39 of the first track assembly 37 extends in FIG. 3 initially to the left and then 90 ° deflected upward, wherein the distance between the first track 39 and the second track 41 increases successively. The arc is therefore formed between these two rails 39, 41 continues and is driven by the first pair of contacts 7 in a first direction of flow to the left and then upwards. In the further course of the arc is at the side facing away from the first contact 9 back of the bridge contact piece 15 along, wherein the arc is successively driven into the gaps between the individual quenching plates 23. At the top of the first switching chamber 13, the Ausblaskanäle 35 are then provided to blow out the arc gases from the housing 6.

Die zweite Laufschienenanordnung 38 ist spiegelsymmetrisch identisch aufgebaut.The second track assembly 38 is constructed mirror-symmetrically identical.

Ein Lichtbogen von vergleichsweise geringer Energie wird in der ersten Löscheinrichtung 21 in Form einer Deion-Löschkammer bedingt durch die Ausbildung mehrerer Teillichtbögen und die Kühlwirkung der Löschbleche 23 so viel Energie verlieren, dass sehr schnell die treibende Spannung erreicht wird und der Lichtbogen erlischt. Bei einem Lichtbogen von vergleichsweise hohem Energiegehalt, z.B. in einem stark induktiven Stromkreis, kann es passieren, dass der Lichtbogen nach dem Einlaufen in die Löschkammer 21 lediglich ein Teil seiner Energie verloren hat und die einzelnen Teillichtbögen unter der Wirkung des permanentmagnetischen Blasfelds die Löschkammer 21 in voller Länge durchlaufen, um dann schließlich auf den Verbindungssteg der festkontaktseitigen Laufschienen 39, 40 zu kommutieren. Durch die anhaltende Blasfeldwirkung bildet sich schließlich eine Lichtbogenbrücke zwischen dem äußersten (längeren) Blech der Löschkammer 21 und dem unmittelbar gegenüberliegenden seitlichen Schenkel der festkontaktseitigen Laufschienen 39, 40, infolgedessen der Lichtbogen dann wieder in Richtung der Kontakte 9, 18 läuft. Nach dem "Passieren" der Kontakte 9, 18 kann der Lichtbogen dann erneut entlang der Laufschienen 39, 40, 41, 42 in Richtung der Löschkammer 21 laufen. Bei ausreichender Restenergie können sich noch ein- oder mehrere weitere Laufzyklen bilden, bis der Lichtbogen schließlich soviel Energie verloren hat, dass er erlischt. Zwar fällt die Lichtbogenspannung nach dem Durchlaufen der Löschkammer 21 und dem Kommutieren auf die festkontaktseitige Laufschiene 39, 40 kurzzeitig wieder ab, dieser Abfall wird jedoch durch das kontinuierliche Weiterbewegen des Lichtbogens sowie beim neuerlichen Einlaufen in die Löschkammer 21 rasch kompensiert und die Bogenspannung nimmt wieder stetig zu, bis es schließlich zum endgültigen Verlöschen des Lichtbogens kommt. Die dabei vom Lichtbogen ausgehende kontinuierliche thermische Einwirkung über längere Zeit bedeutet zwar insgesamt eine erhöhte Belastung der Schaltkammer, jedoch wird durch die kontinuierliche Weiterbewegung des Lichtbogens ein "Einbrennen" in Teilbereichen der Schaltkammer, was mit einer deutlichen Verkürzung der Lebenserwartung des Schaltgeräts verbunden wäre, auf diese Weise weitgehend unterbunden.An arc of comparatively low energy is in the first quenching device 21 in the form of a Deion-quenching chamber due to the formation of multiple partial arcs and the cooling effect of the quenching plates 23 lose so much energy that the driving voltage is reached very quickly and the arc goes out. In an arc of comparatively high energy content, for example in a highly inductive circuit, it may happen that the arc after entering the quenching chamber 21 has lost only a portion of its energy and the individual partial arcs under the effect of Permanent magnetic blow field, the extinguishing chamber 21 in full length, then finally commute to the connecting web of fixed contact side rails 39, 40. Finally, an arc bridge forms between the outermost (longer) metal sheet of the quenching chamber 21 and the immediately opposite lateral limb of the fixed contact side rails 39, 40, as a result of which the arc then runs again in the direction of the contacts 9, 18. After "passing" the contacts 9, 18, the arc can then run along the rails 39, 40, 41, 42 in the direction of the quenching chamber 21 again. With sufficient residual energy, one or more additional cycles may form until the arc finally has lost enough energy to extinguish it. Although the arc voltage drops after passing through the quenching chamber 21 and the commutation on the festkontaktseitige track 39, 40 for a short time again, but this waste is quickly compensated by the continuous advancement of the arc and the renewed entry into the quenching chamber 21 and the arc voltage decreases again steadily until it finally comes to the final extinction of the arc. Although the continuous thermal exposure from the arc over a longer period of time means an overall increased load on the switching chamber, the continuous further movement of the arc will "burn in" portions of the switching chamber, which would be associated with a significant shortening of the life expectancy of the switching device largely prevented this way.

Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, welche die zweite Strombahn 3 zeigt, sind die ersten Laufschienen 39, 40 der beiden Laufschienenanordnungen 37, 38 an ihren vom ersten Kontakt 7 entfernten Ende über einen Verbindungsbügel 45 miteinander verbunden.Again FIG. 4 can be seen, which shows the second current path 3, the first rails 39, 40 of the two slide assemblies 37, 38 are connected at their end remote from the first contact 7 via a connecting bracket 45 with each other.

In Figur 5 ist eine perspektivische Darstellung des Brückenschaltstücks 15 gezeigt, wobei ersichtlich wird, dass das Brückenschaltstück 15 zweiteilig aufgebaut ist, nämlich aus einem Kontaktträgerelement 43, an dem die zweiten Kontakte 18, 19 befestigt sind, und einem Laufschienenelement 44, welches die zweiten Laufschienen 41, 42 für das erste Kontaktpaar 7 und das zweite Kontaktpaar 8 bildet.In FIG. 5 is a perspective view of the bridge switching piece 15 is shown, it being understood that the bridge switching piece 15 is constructed in two parts, namely a contact carrier member 43 to which the second contacts 18, 19 are fixed, and a running rail member 44 which the second rails 41, 42 for the first contact pair 7 and the second contact pair 8 forms.

Von besonderem Vorteil für ein harmonisches Laufverhalten des Lichtbogens ist es, wenn man dafür sorgt, dass die Lichtbogenfußpunkte bevorzugt entlang der Mitte der Laufschienen 39, 40, 41, 42 verlaufen, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit des Kommutierens vom Laufschienenrand insbesondere in Bereiche, die in unmittelbarer Nähe der Schaltkammerwände liegen, wo es zu einer erhöhten thermischen Materialbelastung kommen kann, deutlich reduziert wird. Konstruktiv lässt sich dies z.B. in der Weise erzielen, dass man, wie in Figur 7 dargestellt, in die als Ring gestalteten ersten Laufschienen 41, 42 Prägungen 46 einbringt, die in der Mitte der Laufschienen 41, 42 entweder über die gesamte Länge oder aber in kritischen Teilbereichen verlaufen und eine Erhöhung in Richtung zu den festkontaktseitigen ersten Laufschienen 39, 40 bilden.It is of particular advantage for a harmonious running behavior of the arc, if it is ensured that the arc base points preferably along the center of the Running rails 39, 40, 41, 42 extend, since in this case, the probability of commutation of the edge of the rail especially in areas that are in the immediate vicinity of the switching chamber walls, where there may be an increased thermal stress on material is significantly reduced. Constructively, this can be achieved eg in such a way that, as in FIG. 7 shown, in the form of a ring shaped first rails 41, 42 embossments 46 which extend in the middle of the rails 41, 42 either over the entire length or in critical portions and an increase in the direction of the festkontaktseitigen first rails 39, 40 form ,

Die Figuren 8 und 9 zeigen jeweils perspektivische Darstellungen der zweiten Strombahn gemäß Figur 4. Mit Bezug auf die Figuren 8 und 9 wird nachfolgend auf zwei vorteilhaft abgewandelte Ausführungsformen betreffend die Laufschienenanordnung eingegangen. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, die Anzahl und/oder die Größe von Spalten oder Nuten in der Laufschienenanordnung zu verringern, da sich in derartigen Bereichen leicht Teillichtbögen ausbilden, die den Verschleiß dort erheblich erhöhen, wie beispielsweise in der Figur 3 erkennbar ist, wo sich eine Art Kerbe zwischen dem Kontakt 9' und den ersten Laufschienen 39, 40 erstreckt. Zusätzlich muss der Lichtbogen häufig noch isolierendes Lotmaterial überwinden, das den Übergang erschwert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die beiden ersten Laufschienen 39, 40 ein im Wesentlichen U-förmiges, einteiliges Leitstück 50 bilden, so dass Verbindungsstellen hier vorteilhaft entfallen. In der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist zusätzlich vorgesehen, dass die ersten Kontakte 9', 10' an den einteiligen Leitstücken 50 ausgebildet sind. Das als Gieß- oder Warmpressteil ausgeführte Leitstück 50 weist hier auch eine Prägung oder Konturierung 46 auf, um den Lichtbogen von den Rändern des Leitstücks fernzuhalten.The FIGS. 8 and 9 each show perspective views of the second current path according to FIG. 4 , With reference to the FIGS. 8 and 9 will be discussed below on two advantageous modified embodiments relating to the track assembly. In principle, it is advantageous to reduce the number and / or the size of gaps or grooves in the track arrangement, since in such areas easily partial arcs form, which increase the wear there considerably, such as in the FIG. 3 it can be seen where a kind of notch extends between the contact 9 'and the first rails 39, 40. In addition, the arc often has to overcome even insulating solder material, which makes the transition difficult. According to a preferred embodiment, it is therefore provided that the two first rails 39, 40 form a substantially U-shaped, one-piece guide piece 50, so that connecting points advantageously omitted here. In the embodiment according to FIG. 8 is additionally provided that the first contacts 9 ', 10' are formed on the one-piece guide pieces 50. The designed as a casting or hot pressing guide piece 50 here also has an embossing or contouring 46 to keep the arc from the edges of the guide piece.

In Figur 9 ist eine alternative Ausführungsform des einteiligen Leitstücks 50 mit einer Ausnehmung 51 dargestellt, wobei die Leitstücke 50 derart auf die Festkontaktträger 11', 12' aufsetzbar sind, dass die ersten Kontakte 9', 10' durch die Ausnehmungen 51 hindurchragen. Die dabei vorteilhaft an den Schrägen der Kontakte 9', 10' anliegenden, vorzugsweise federnd ausgeführten Ränder der Ausnehmungen 51 stellen dabei eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 9', 10' und den Leitstücken 50 her. Das Leitstück 50 kann hier vorteilhaft kostengünstig als einfaches Stanz-Biegeteil ausgeführt sein.In FIG. 9 an alternative embodiment of the one-piece guide piece 50 is shown with a recess 51, wherein the guide pieces 50 so on the fixed contact carrier 11 ', 12' can be placed, that the first contacts 9 ', 10' protrude through the recesses 51. The thereby advantageously on the slopes of the contacts 9 ', 10' adjacent, preferably resiliently executed edges of the recesses 51 thereby make an electrical connection between the contacts 9 ', 10' and the guide pieces 50 ago. The guide piece 50 can advantageously be carried out inexpensively as a simple stamped and bent part here.

In der Figur 10 ist eine perspektivische Darstellung der zweiten Strombahn gemäß Figur 4 mit einer weiteren Abwandlung der Laufschienenanordnung zu sehen. Aus fertigungstechnischer Sicht kann es von Vorteil sein, wenn die Laufschienenanordnungen aus mehreren Teilen bestehen, die bei der Montage kraftschlüssig miteinander verbunden werden können. Hierbei können die beiden ersten Laufschienen 39, 40 über einen Verbindungsbügel 45 miteinander verbunden sein. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Verbindungsbügel 45 eine Ausnehmung 52 aufweist, wobei die Ausnehmung 52 sich zur Zentrierung des Lichtbogens etwa mittig entlang der geschlossenen Schleife erstreckt, also in Richtung der Bewegung des Fußpunkts des Lichtbogens. Die Fußpunkte eines Lichtbogens laufen bevorzugt an scharfen, leitfähigen Kanten entlang. Wenn die Außenkanten des Bügels 45 durch anliegende Gehäusewände (nicht dargestellt) abgedeckt sind, wird der Lichtbogen vorteilhaft auf die Kanten der mittigen Ausnehmung 52 geleitet. Dadurch wird eine Zentrierung des Lichtbogens erreicht, die nur um die halbe Aussparungsbreite von der idealen Mitte versetzt ist. Zusätzlich können durch die Ausnehmung 52 Gase, die beim Schalten entstehen, ausgeblasen werden.In the FIG. 10 is a perspective view of the second flow path according to FIG. 4 to see with a further modification of the track assembly. From a manufacturing point of view, it may be advantageous if the track assemblies consist of several parts, which can be positively connected to each other during assembly. Here, the two first rails 39, 40 may be connected to each other via a connecting bracket 45. A particularly preferred embodiment is that the connecting bracket 45 has a recess 52, wherein the recess 52 extends for centering of the arc approximately centrally along the closed loop, ie in the direction of movement of the foot of the arc. The bases of an arc preferably run along sharp, conductive edges. If the outer edges of the bracket 45 are covered by adjacent housing walls (not shown), the arc is advantageously directed to the edges of the central recess 52. As a result, a centering of the arc is achieved, which is offset only by half the cut-out width of the ideal center. In addition, through the recess 52 gases that arise during switching, be blown out.

In der Figur 11 ist der Verbindungsbügel 45 mit der Ausnehmung 52 als Einzelteil dargestellt. Dieser ist vorteilhaft mit Hilfe eines Schneidstempels herstellbar.In the FIG. 11 the connecting bracket 45 is shown with the recess 52 as a single part. This can be advantageously produced by means of a cutting punch.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schaltgerätswitchgear
22
erste Strombahnfirst current path
33
zweite Strombahnsecond current path
4, 4'4, 4 '
erster Anschlussfirst connection
5, 5'5, 5 '
zweiter Anschlusssecond connection
66
Gehäusecasing
7, 7'7, 7 '
erstes Kontaktpaarfirst contact pair
8, 8'8, 8 '
zweites Kontaktpaarsecond contact pair
9, 9'9, 9 '
erster Kontaktfirst contact
10, 10'10, 10 '
erster Kontaktfirst contact
11, 11'11, 11 '
FestkontaktträgerFixed contact carrier
12, 12'12, 12 '
FestkontaktträgerFixed contact carrier
13, 13'13, 13 '
erste Schaltkammerfirst switching chamber
14, 14'14, 14 '
zweite Schaltkammersecond switching chamber
15, 15'15, 15 '
BrückenschaltstückBridging contact member
1616
erste Seitefirst page
1717
zweite Seitesecond page
18, 18'18, 18 '
zweiter Kontaktsecond contact
19, 19'19, 19 '
zweiter Kontaktsecond contact
20, 20'20, 20 '
Schaltbrückejumper
21, 21'21, 21 '
erste Löscheinrichtungfirst extinguishing device
22, 22'22, 22 '
zweite Löscheinrichtungsecond extinguishing device
2323
Löschblechesplitters
24, 24'24, 24 '
erste Lichtbogentreiberanordnungfirst arc driver assembly
25, 25'25, 25 '
äußeres Polelementouter pole element
26, 26'26, 26 '
inneres Polelementinner pole element
2727
Basisstegbase web
2828
Basisstegbase web
2929
erste Polplattefirst pole plate
3030
erste Polplattefirst pole plate
3131
zweite Polplattesecond pole plate
3232
zweite Polplattesecond pole plate
3333
Permanentmagnetpermanent magnet
3434
Durchbruchbreakthrough
3535
Ausblaskanalblow-out
3636
Isolierelementinsulating
3737
erste Laufschienenanordnungfirst track arrangement
3838
zweite Laufschienenanordnungsecond track arrangement
3939
erste Laufschienefirst track
4040
erste Laufschienefirst track
4141
zweite Laufschienesecond track
4242
zweite Laufschienesecond track
4343
KontaktträgerelementContact support element
4444
LaufschienenelementRunning track member
4545
Verbindungsbügelconnecting brackets
4646
Prägungembossing
5050
einteiliges Leitstückone-piece guide piece
5151
Ausnehmungrecess
5252
Ausnehmungrecess

Claims (12)

  1. Switching device (1), suitable for direct-current operation, comprising at least one contact pair (7, 7'; 8, 8'), wherein the contact pair comprises a first contact (9, 9', 10, 10') and a second contact (18, 18', 19, 19'), wherein at least the second contact can be moved to the first contact, wherein a quenching device (21, 21', 22, 22') comprising at least one quenching chamber is provided for quenching an arc arising between the first contact and the second contact, wherein the quenching chamber is formed as a Deion quenching chamber having a plurality of electrically conducting quenching plates (23) that are electrically isolated from one another, comprising a first guide rail arrangement (37) for conducting an arc having a first current direction, and comprising a second guide rail arrangement (38) for conducting an arc having a second current direction, in said quenching chamber, wherein the two guide rail arrangements (37, 38) each comprise a first guide rail (39, 40) and a second guide rail (41, 42), wherein both first guide rails (39, 40) run in opposite directions starting from the first contact (9, 9', 10, 10'), and both second guide rails (41, 42) run in opposite directions starting from the second contact (18, 18', 19, 19'),
    characterised in that,
    the quenching plates (23) are arranged parallel to one another and, the first guide rails (39, 40), on a side of the second contacts (18, 18', 19, 19') facing away from the first contact (9, 9', 10, 10'), are connected to each other in an electrically conductive manner in the form of a closed loop.
  2. Switching device according to claim 1,
    characterised in that,
    the quenching chamber is accommodated between the first guide rails (39,40).
  3. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    the two first guide rails (39, 40) are connected to each other via a connection bar (45).
  4. Switching device according to claim 3,
    characterised in that,
    the connection bar (45) comprises a recess (52), wherein the recess extends approximately centrally along the closed loop in order to centre the arc.
  5. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    the two second guide rails (41, 42) are connected together in an electrically conductive manner in the form of a closed loop.
  6. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    the two second guide rails (41, 42), on a side of the second contacts (18, 18', 19, 19') facing away from the first contact (9, 9', 10, 10'), are connected to one another in an electrically conductive manner.
  7. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    the two first guide rails (39, 40) form an essentially U-shaped one-piece conducting part (50).
  8. Switching device according to claim 7,
    characterised in that,
    the first contact (9', 10') is formed on the one-piece conducting part (50).
  9. Switching device according to claim 7,
    characterised in that,
    a recess (51) is provided on the one-piece conducting part (50), wherein the conducting part can be mounted on a fixed contact holder (11', 12') in such a way that the first contact (9', 10') protrudes through the recess (51).
  10. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    at least one of the guide rails (39, 40, 41, 42), at least in part, comprises a ridge (46) projecting to the respective other guide rail (39, 40, 41, 42) in the guiding direction of the arc.
  11. Switching device according to any of the preceding claims, characterised in that,
    an arc driver arrangement (24, 24') for generating a magnetic field in the region of the contact pair, comprises an outer pole element (25, 25') and an inner pole element (26, 26'), wherein both pole elements (25, 25', 26, 26') are designed as U-shaped profiles, each having a base strip (27) and two pole plates (29, 30, 31, 32) protruding from the base strip (27).
  12. Switching device according to claim 11,
    characterised in that,
    the inner pole element (26, 26') is arranged inside the outer pole element (25, 25'), wherein at least one permanent magnet (33) is arranged between the base strips (27) of the pole elements (25, 25', 26, 26') and
    there is a contact pair between respectively a pole plate (29, 30, 31, 32) of the outer pole element (25, 25') and a pole plate (29, 30, 31, 32) of the inner pole element (26, 26').
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