EP3327742B1 - Device for eliminating arcing and electromechanical protection switching device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektromechanisches Schutzschaltgerät, welches vorzugsweise als Leistungsschalter, als Leitungsschutzschalter oder als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet ist. Die Lichtbogenlöschvorrichtung ist dabei zum Löschen eines beim Öffnen eines Schaltkontakts des Schutzschaltgerätes entstehenden Lichtbogens ausgebildet und weist hierzu eine Löschkammer auf, in der eine vordefinierte Anzahl n an Löschblechen in einer Stapelrichtung R voneinander beabstandet und parallel zueinander anordenbar ist. Weiterhin weist die Lichtbogenlöschvorrichtung mindestens ein Löschblechpaket auf, welches in der Löschkammer angeordnet ist und eine vordefinierte Anzahl m parallel zueinander angeordneter Löschbleche, welche mittels einer Halteeinrichtung in der Stapelrichtung R voneinander beabstandet gehalten sind, aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schutzschaltgerät, welches beispielsweise als Leistungsschalter, als Leitungsschutzschalter oder als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet ist und eine derartige Lichtbogenlöschvorrichtung zur Löschung eines beim Öffnen eines Schaltkontakts des Schutzschaltgerätes entstehenden Lichtbogens aufweist.The invention relates to an arc extinguishing device for an electromechanical protective switching device, which is preferably designed as a circuit breaker, as a circuit breaker or as a residual current circuit breaker. The arc extinguishing device is designed to extinguish an arc that arises when a switching contact of the protective switching device is opened and for this purpose has an extinguishing chamber in which a predefined number n of extinguishing plates in a stacking direction R are spaced apart from one another and can be arranged parallel to one another. Furthermore, the arc extinguishing device has at least one stack of quenching plates which is arranged in the quenching chamber and has a predefined number m of quenching plates arranged parallel to one another and which are kept apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device. Furthermore, the invention relates to a protective switching device which is designed, for example, as a circuit breaker, a line circuit breaker or a residual current circuit breaker and has such an arc extinguishing device for extinguishing an arc which arises when a switching contact of the protective switching device is opened.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Schutzschaltgeräte bekannt. Hierzu zählen beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter. Sie werden insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente in elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt und dienen der Überwachung sowie der Absicherung eines elektrischen Stromkreises. Leistungsschalter sind dabei speziell für hohe Ströme ausgelegt. Ein Leitungsschutzschalter(sogenannter LS-Schalter), welcher auch als "Miniature Circuit Breaker" (MCB) bezeichnet wird, stellt in der Elektroinstallation eine sogenannte Überstromschutzeinrichtung dar und wird insbesondere im Bereich der Niederspannungsnetze eingesetzt. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast. Auf diese Weise werden beispielsweise elektrische Leitungen vor Beschädigung durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes geschützt.Various protective switching devices are known from the prior art. These include, for example, circuit breakers, miniature circuit breakers or residual current circuit breakers. They are used in particular as switching and safety elements in electrical power supply networks and are used to monitor and protect an electrical circuit. Circuit breakers are specially designed for high currents. A circuit breaker (so-called circuit breaker), which is also referred to as a "miniature circuit breaker" (MCB), provides a so-called in the electrical installation Overcurrent protection device and is used in particular in the area of low-voltage networks. Circuit breakers and miniature circuit breakers guarantee safe disconnection in the event of a short circuit and protect consumers and systems against overload. In this way, for example, electrical lines are protected from damage caused by excessive heating as a result of excessive electrical current.

Ein Fehlerstromschutzschalter ist eine Schutzeinrichtung zur Realisierung eines Schutzes gegen einen gefährlichen Fehlerstrom in einer elektrischen Anlage. Ein derartiger Fehlerstrom, welcher auch als Differenzstrom bezeichnet wird, tritt auf, wenn ein spannungsführendes Leitungsteil einen elektrischen Kontakt gegen Erde aufweist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine Person ein spannungsführendes Teil einer elektrischen Anlage berührt: in diesem Fall fließt der Strom als Fehlerstrom durch den Körper der betreffenden Person gegen die Erdung ab. Zum Schutz gegen derartige Körperströme muss der Fehlerstromschutzschalter bei Auftreten eines derartigen Fehlerstroms die elektrische Anlage schnell und sicher allpolig vom Leitungsnetz trennen. Im allgemeinen technischen Sprachgebrauch werden anstelle des Begriffs "Fehlerstromschutzschalter" auch die Begriffe FI-Schutzschalter (kurz: FI-Schalter), Differenzstromschutzschalter (kurz: DI-Schalter) oder RCD (für "Residual Current Protective Device") gleichwertig verwendet.A residual current circuit breaker is a protective device to provide protection against a dangerous residual current in an electrical system. Such a fault current, which is also referred to as a differential current, occurs when a live line part has an electrical contact to earth. This is the case, for example, when a person touches a live part of an electrical system: in this case, the current flows through the body of the person concerned against the ground as a fault current. To protect against such body currents, the residual current circuit breaker must disconnect the electrical system quickly and safely from all poles when such a fault current occurs. In general technical usage, instead of the term "residual current circuit breaker", the terms residual current circuit breaker (short: FI switch), residual current circuit breaker (short: DI switch) or RCD (for "Residual Current Protective Device") are used equally.

Zur Überwachung bzw. zur Absicherung des elektrischen Stromkreises wird das jeweilige Schutzschaltgerät über zwei Anschlussklemmen mit einer elektrischen Leitung des zu überwachenden Stromkreises elektrisch leitend verbunden, um bei Bedarf den elektrischen Strom in der jeweiligen Leitung zu unterbrechen. Das Schutzschaltgerät weist dabei einen Schaltkontakt mit einem ortsfesten Festkontakt sowie einem relativ dazu beweglichen Bewegkontakt auf. Der Bewegkontakt ist hierbei über eine Schaltmechanik des Schutzschaltgerätes betätigbar, so dass der Schaltkontakt geöffnet und geschlossen werden kann. Auf diese Weise wird bei Auftreten eines vordefinierten Zustandes, beispielsweise eines Kurzschlusses oder einer elektrischen Überlast, die Schaltmechanik aktiviert und somit der Schaltkontakt geöffnet, um die elektrische Leitung zu unterbrechen und damit den überwachten Stromkreis vom elektrischen Leitungsnetz zu trennen. Derartige Schutzschaltgeräte sind auf dem Gebiet der Niederspannungstechnik auch als Reiheneinbaugeräte bekannt.For monitoring or securing the electrical circuit, the respective protective switching device is electrically conductively connected to an electrical line of the circuit to be monitored via two connecting terminals in order to interrupt the electrical current in the respective line if necessary. The protective switching device has a switching contact with a fixed contact and a movable contact movable relative to it. The moving contact can be actuated via a switching mechanism of the protective switching device, so that the switching contact is opened and closed can. In this way, when a predefined state occurs, for example a short circuit or an electrical overload, the switching mechanism is activated and the switching contact is thus opened in order to interrupt the electrical line and thus separate the monitored circuit from the electrical line network. Such protective switching devices are also known in the field of low voltage technology as modular devices.

Wird der Schaltkontakt zu einem Zeitpunkt geöffnet, zu dem ein elektrischer Strom über den Schaltkontakt fließt, so bildet sich beim Öffnen des Schaltkontakts zwischen dem Festkontaktstück und dem sich davon entfernenden Bewegkontaktstück ein aus ionisierter Luft gebildeter Lichtbogen aus. Zum Deionisieren, und damit zum Löschen des Lichtbogens, weisen herkömmliche Schutzschaltgeräte eine sogenannte Lichtbogenlöschkammer oder auch Deionisationskammer auf, welche in unmittelbarer Nähe des Schaltkontakts angeordnet ist und ihrerseits eine Mehrzahl parallel zueinander angeordneter und voneinander beabstandeter Löschbleche aufweist. Ein elektromechanisches Schutzschaltgerät mit einer derartigen Lichtbogenlöschkammer ist beispielsweise aus der dt. Offenlegungsschrift DE 10 2011 002 714 A1 bekannt.If the switch contact is opened at a point in time at which an electric current flows through the switch contact, an arc formed from ionized air forms between the fixed contact piece and the moving contact piece moving away from it when the switch contact opens. For deionization, and thus for extinguishing the arc, conventional protective switching devices have a so-called arc quenching chamber or deionization chamber, which is arranged in the immediate vicinity of the switching contact and in turn has a plurality of quenching plates arranged parallel to one another and spaced apart from one another. An electromechanical protective switching device with such an arc quenching chamber is, for example, from the German published application DE 10 2011 002 714 A1 known.

Wird der Lichtbogen in die Löschkammer getrieben, so teilt er sich beim Auftreffen auf die Löschbleche in mehrere Teillichtbögen auf, welche anschließend in Reihe geschaltet zwischen den einzelnen Löschblechen brennen. Die mehreren, elektrisch sequentiell hintereinander geschalteten Teil-Lichtbögen führen insgesamt zu einer höheren Bogenspannung. Zusammen mit einer Kühlungswirkung der Löschbleche, welche dem Lichtbogen Wärme entzieht, führt dies im weiteren Verlauf zu einem Erlöschen des Lichtbogens. Um dabei ein gutes Löschverhalten zu erreichen muss der Lichtbogen daher möglichst schnell vom Schaltkontakt weg in die Lichtbogenlöschkammer getrieben und dort zum Erlöschen gebracht werden.If the arc is driven into the quenching chamber, it splits into several partial arcs when it strikes the quenching plates, which then burn in series between the individual quenching plates. The multiple partial arcs, which are electrically connected in series, lead to a higher arc voltage overall. Together with a cooling effect of the quenching plates, which extracts heat from the arc, this leads to an extinguishing of the arc in the further course. In order to achieve good quenching behavior, the arc must therefore be driven as quickly as possible away from the switch contact into the arc quenching chamber and extinguished there.

Hierzu beschreibt die DE 10 2008 021 025 A1 eine Lichtbogenlöschblechanordnung für einen elektrischen Schalter. Bei der Lichtbogenlöschblechanordnung sind Lichtbogenlöschbleche in wenigstens zwei Gruppen angeordnet, wobei der Abstand der die jeweilige Gruppe begrenzenden Löschbleche von der jeweils benachbarten Gruppe oder einer jeweils benachbarten Lichtbogenleitschiene größer ist als der Abstand der Löschbleche innerhalb einer Gruppe. Dabei können zwei Gruppen oder drei Gruppen von Löschblechen mit jeweils derselben Anzahl von Löschblechen pro Gruppe vorgesehen sein.The DE 10 2008 021 025 A1 an arc quenching assembly for an electrical switch. In the case of the arc-quenching plate arrangement, arc-quenching plates are arranged in at least two groups, the distance of the quenching plates delimiting the respective group from the respectively adjacent group or a respectively adjacent arc guide rail being greater than the spacing of the quenching plates within a group. Two groups or three groups of quenching plates can be provided, each with the same number of quenching plates per group.

Fernern offenbart die EP 2 608 234 A1 ein Schaltgerät geeignet für einen Gleichstrombetrieb. Hierbei kann eine erste Löscheinrichtung vertikal über einem ersten Kontaktpaar angeordnet sein und eine zweite Löscheinrichtung kann vertikal über einem zweiten Kontaktpaar angeordnet sein. Die erste Löscheinrichtung umfasst erste Löschbleche, die parallel zueinander angeordnet sind. Zudem sind die beiden Löscheinrichtungen identisch zueinander aufgebaut.Furthermore, the EP 2 608 234 A1 a switching device suitable for direct current operation. Here, a first erasing device can be arranged vertically above a first contact pair and a second erasing device can be arranged vertically above a second contact pair. The first quenching device comprises first quenching plates which are arranged parallel to one another. In addition, the two extinguishing devices are constructed identically to one another.

Aus der EP 0 051 756 A1 ist ein Leitungsschutzschalter bekannt, welcher ein festes Kontaktstück und ein bewegliches Kontaktstück aufweist. Das feste Kontaktstück geht über in ein erstes Lichtbogenleitblech und parallel zu dem ersten Lichtbogenleitblech ist ein zweites Lichtbogenleitblech vorgesehen. Zwischen den beiden Lichtbogenleitblechen befinden sich Lichtbogenlöschbleche, welche in ihrer Anzahl verringert oder erhöht werden können, je nach dem welcher Strombegrenzungsgrad erreicht werden soll.From the EP 0 051 756 A1 a circuit breaker is known which has a fixed contact piece and a movable contact piece. The fixed contact piece merges into a first arc guide plate and a second arc guide plate is provided parallel to the first arc guide plate. Between the two arc baffles there are arc baffles, the number of which can be reduced or increased, depending on the degree of current limitation that is to be achieved.

Außerdem beschreibt die EP 0 898 290 A2 Halterungen für mehre zu einem Löschblechpaket zusammengefasste Löschbleche einer Lichtbogenlöscheinrichtung. Dabei sind die Halterungen auf beiden Seiten kammartig mit gleichmäßig beabstandeten Nuten ausgestattet.The also describes EP 0 898 290 A2 Brackets for several quenching plates of an arc extinguishing device combined to form a quenching plate package. The brackets are comb-like on both sides with evenly spaced grooves.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtbogenlöschvorrichtung sowie ein elektromechanisches Schutzschaltgerät zur Überwachung eines elektrischen Stromkreises bereitzustellen, welche sich durch eine schnelle und sichere Löschung eines beim Öffnen des Schaltkontaktes des Schutzschaltgerätes entstehenden Lichtbogens bei gleichzeitig geringen Herstellkosten auszeichnen.It is the object of the present invention to provide an arc extinguishing device and an electromechanical protective switching device for monitoring an electrical circuit, which are characterized by rapid and safe extinguishing of an arc which arises when the switching contact of the protective switching device is opened, and at the same time has low manufacturing costs.

Diese Aufgabe wird durch die Lichtbogenlöschvorrichtung sowie das elektromechanische Schutzschaltgerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the arc extinguishing device and the electromechanical protective switching device according to the independent claims. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektromechanisches Schutzschaltgerät weist einen Löschkammerbereich auf, in dem eine vordefinierte Anzahl n an Löschblechen in einer Stapelrichtung R voneinander beabstandet und parallel zueinander anordenbar ist. Weiterhin weist die Lichtbogenlöschvorrichtung ein Löschblechpaket auf, welches in dem Löschkammerbereich angeordnet ist und eine vordefinierte Anzahl m parallel zueinander angeordneter Löschbleche aufweist, die mittels einer Halteeinrichtung in der Stapelrichtung R voneinander beabstandet gehalten sind, wobei die die Anzahl m der das eine Löschblechpaket bildenden Löschbleche kleiner ist als die Anzahl n der in dem Löschkammerbereich anordenbaren Löschbleche.The arc quenching device according to the invention for an electromechanical protective switching device has a quenching chamber area in which a predefined number n of quenching plates are spaced apart from one another in a stacking direction R and can be arranged parallel to one another. Furthermore, the arc extinguishing device has a quenching plate stack which is arranged in the quenching chamber region and has a predefined number m of quenching plates arranged parallel to one another, which are kept apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device, the number m of the quenching plates forming a quenching plate stack being smaller is the number n of quenching plates that can be arranged in the quenching chamber area.

Bei Lichtbogenlöschvorrichtungen mit geringerem Kurzschlussschaltvermögen oder mit geringerer Nennstromstärke können die gesetzlichen Vorschriften auch mit einer geringeren Anzahl an Löschblechen erfüllt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung wird in diesen Fällen nicht die maximale Anzahl n an Löschblechen in dem Löschkammerbereich angeordnet, sondern eine geringere Anzahl m, welche mittels der Halteeinrichtung zu dem Löschblechpaket montiert wurden. Die Halteeinrichtung ist dabei aus einem Isolationsmaterial gebildet, um die einzelnen Löschbleche gegeneinander zu isolieren. Durch die Einsparung einzelner Löschbleche können die Material- und damit die Herstellkosten reduziert werden.In the case of arc extinguishing devices with a lower short-circuit switching capacity or with a lower rated current, the legal regulations can also be met with a smaller number of quenching plates. In these cases, the arc extinguishing device according to the invention does not arrange the maximum number n of quenching plates in the quenching chamber area, but rather a smaller number m, which were assembled to the quenching plate package by means of the holding device. The holding device is formed from an insulation material in order to isolate the individual quenching plates from one another. By saving individual extinguishing plates, the material and thus the manufacturing costs can be reduced.

Weiterhin ist durch die Verwendung eines Löschblechpaketes, welches eine geringere Anzahl m an Löschblechen aufweist als Löschbleche in dem Löschkammerbereich anordenbar sind, eine höhere Varianz hinsichtlich unterschiedlicher Lichtbogenlöschvorrichtungen mit unterschiedlichen Auslösecharakteristiken realisierbar. Durch Bereitstellung unterschiedlicher Löschblechpakete mit unterschiedlicher Anzahl an Löschblechen, welche alternativ oder auch gemeinsam in dem Löschkammerbereich anordenbar sind, können auf einfache und kostengünstige Art und Weise Varianten der Lichtbogenlöschvorrichtung bzw. des elektromechanischen Schutzschaltgerätes gebildet werden. Auf diese Weise wird der Variantenbestimmungspunkt für unterschiedliche Lichtbogenlöschvorrichtungen - und damit für unterschiedliche elektromechanische Schutzschaltgeräte - im Herstellungsprozess nach hinten verschoben, was sich reduzierend auf die Lagerhaltungs- und Logistikkosten - und damit reduzierend auf die Herstellkosten - auswirkt.Furthermore, by using a quenching plate package which has a smaller number m of quenching plates than quenching plates can be arranged in the quenching chamber area, a higher variance with regard to different arc quenching devices with different tripping characteristics can be realized. By providing different quenching plate packages with different numbers of quenching plates, which can alternatively or also be arranged together in the quenching chamber area, variants of the arc quenching device or the electromechanical protective switching device can be formed in a simple and inexpensive manner. In this way, the variant determination point for different arc extinguishing devices - and thus for different electromechanical protective switching devices - is shifted backwards in the manufacturing process, which has a reducing effect on the storage and logistics costs - and thus on the manufacturing costs.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Lichtbogenlöschvorrichtung sind zwei Löschblechpakete in der Stapelrichtung R nebeneinander in dem Löschkammerbereich angeordnet, wobei die Anzahl m₁ der Löschbleche des ersten Löschblechpaketes und die Anzahl m₂ der Löschbleche des zweiten Löschblechpaketes der Bedingung m₁ + m₂ ≤ n genügen.In an advantageous development of the arc extinguishing device, two quenching plate packs are arranged side by side in the stacking direction R in the quenching chamber area, the number m _{1 of} the quenching plates of the first quenching plate stack and the number m _{2 of} the quenching plates of the second quenching plate stack satisfying the condition m ₁ + m ₂ ≤ n.

Anstelle der Formulierung "in Stapelrichtung R nebeneinander" kann auch die Formulierung "in Stapelrichtung R übereinander" verwendet werden. Die Anordnung zweier Löschblechpakete in dem Löschkammerbereich ermöglicht bereits eine Variantenbildung. Da die beiden Löschblechpakete eine unterschiedliche Anzahl an Löschblechen aufweisen, sind drei Varianten der Lichtbogenlöschvorrichtung realisierbar.Instead of the phrase "next to one another in the stacking direction R", the phrase "one above the other in the stacking direction R" can also be used. The arrangement of two quenching plate packs in the quenching chamber area already enables variants to be formed. Since the two quenching plate packages have a different number of quenching plates, three variants of the arc quenching device can be implemented.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Lichtbogenlöschvorrichtung sind eine Anzahl i ≥ 2 an Löschblechpaketen in dem Löschkammerbereich nebeneinander in der Stapelrichtung R angeordnet, welche die Bedingung ∑m_i ≤ n erfüllen.In a further advantageous development of the arc quenching device, there are a number i an 2 of quenching plate packs arranged in the quenching chamber area next to one another in the stacking direction R, which fulfill the condition ∑m _i ≤ n.

Die erfindungsgemäße Lichtbogenlöschvorrichtung ist auch mit mehr als zwei Löschblechpaketen realisierbar. Limitierend wirkt dabei die Anzahl n, welche die Anzahl der im Löschkammerbereich maximal anordenbaren Löschbleche beschreibt. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Summe der Anzahl m_i der Löschbleche der i Löschblechpakete maximal so groß ist wie die Anzahl n der im Löschkammerbereich maximal anordenbaren Löschbleche. Auf diese Weise sind weitere Konfigurationen der Lichtbogenlöschvorrichtung sowie des elektromechanischen Schutzschaltgerätes realisierbar.The arc quenching device according to the invention can also be implemented with more than two quenching plate packages. The number n, which describes the maximum number of quenching plates that can be arranged in the quench chamber area, has a limiting effect. It should be noted, however, that the sum of the number m _{i of} the extinguishing plates of the i extinguishing plate packages is at most as large as the number n of the maximum extinguishing plates that can be arranged in the area of the extinguishing chamber. In this way, further configurations of the arc extinguishing device and of the electromechanical protective switching device can be implemented.

In einer nicht beanspruchten Ausführungsform der Lichtbogenlöschvorrichtung weisen zumindest zwei der Löschblechpakete dieselbe Anzahl m an Löschblechen auf. Durch die Verwendung gleicher Löschblechpakete, d.h. Pakete mit gleicher Anzahl m an Löschblechen, kann die Teilevielfalt in der Fertigung sowie der Montage reduziert werden. Dies ist sowohl für den Montageaufwand, als auch für die Lagerhaltungs- und Logistickosten vorteilhaft. Auf diese Weise können die Herstellkosten der Lichtbogenlöschvorrichtung - und damit des elektromechanischen Schutzschaltgerätes - weiter reduziert werden.In an embodiment of the arc quenching device that is not claimed, at least two of the quenching plate packs have the same number m of quenching plates. By using the same quenching plate packages, i.e. Packages with the same number m of extinguishing plates, the variety of parts in production and assembly can be reduced. This is advantageous both for assembly work and for storage and logistics costs. In this way, the manufacturing costs of the arc extinguishing device - and thus of the electromechanical protective switching device - can be further reduced.

In einer weiteren nicht beanspruchten Ausführungsform der Lichtbogenlöschvorrichtung gilt für die Anzahl m der Löschbleche die Bedingung: m = n/i.In a further embodiment of the arc quenching device which is not claimed, the condition applies to the number m of the quenching plates: m = n / i.

Ist im Löschkammerbereich eine Anzahl n an Löschblechen anordenbar, so ergibt sich bei der Verwendung von i identischen Löschblechpaketen die maximale Anzahl m der Löschbleche je Löschblechpaket als Quotient aus der Anzahl n dividiert durch die Anzahl i. Sind beispielsweise n=12 Löschbleche im Löschkammerbereich anordenbar, so ergibt sich bei i=3 anzuordnenden Löschblechpaketen die Anzahl m = 12/3 = 4 Löschbleche je Löschblechpaket. Bei i=4 anzuordnenden Löschblechpaketen ergibt sich die Anzahl m entsprechend der Bedingung m=n/i zu m = 12/4 = 3 Löschblechen je Löschblechpaket.If a number n of quenching plates can be arranged in the area of the quenching chamber, then when using i identical quenching plate packages, the maximum number m of quenching plates per quenching plate package is obtained as a quotient of the number n divided by the number i. If, for example, n = 12 extinguishing plates can be arranged in the area of the extinguishing chamber, the number m = 12/3 = 4 extinguishing plates per extinguishing plate package results from i = 3 extinguishing plate packages. With i = 4 quenching plate packages to be arranged the number m results according to the condition m = n / i to m = 12/4 = 3 quenching plates per quenching plate package.

Das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät weist ein Isolierstoffgehäuse, in dem die Komponenten des Schutzschaltgerätes aufgenommen und gehaltert sind, sowie eine Lichtbogenlöschvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art auf. Weiterhin weist das Isolierstoffgehäuse einen vorkonfigurierten Bereich auf, der zur Aufnahme der Lichtbogenlöschvorrichtung ausgebildet ist.The electromechanical protective switching device according to the invention has an insulating material housing in which the components of the protective switching device are received and held, and an arc extinguishing device of the type described above. Furthermore, the insulating material housing has a preconfigured area which is designed to accommodate the arc extinguishing device.

Hinsichtlich der generellen Vorteile des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes wird zunächst auf die vorstehend beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung verwiesen. Zum einen führt eine einfach und kostengünstig gestaltete Lichtbogenlöschvorrichtung zu einem entsprechenden Kostenvorteil des elektromechanischen Schutzschaltgerätes. Zum anderen können die Montagekosten, und damit die Herstellkosten, entsprechend reduziert werden: die Verwendung mehrerer "kleiner" Löschblechpakete mit einer Löschblech-Anzahl m < n ermöglicht eine an das geforderte Schaltvermögen des Schutzschaltgerätes angepasste Konfiguration. Diese Variantenbildung ist auf äußerst einfache Art und Weise realisierbar, entweder indem lediglich ein kleineres Löschblechpaket eingesetzt wird, oder indem mehrere kleine Löschblechpakete kombiniert verwendet, d.h. in dem Löschkammerbereich angeordnet werden.With regard to the general advantages of the electromechanical protective switching device according to the invention, reference is first made to the advantages of the arc extinguishing device according to the invention described above. On the one hand, a simple and inexpensive arc quenching device leads to a corresponding cost advantage of the electromechanical protective switching device. On the other hand, the assembly costs, and thus the manufacturing costs, can be reduced accordingly: the use of several “small” quenching plate packages with a number of quenching plates m <n enables a configuration that is adapted to the required switching capacity of the protective switching device. This variant formation can be implemented in an extremely simple manner, either by only using a smaller stack of fire-fighting sheets or by using a number of small fire-fighting packs combined, i.e. be arranged in the arcing chamber area.

Mit Hilfe des im Isolierstoffgehäuse des Schutzschaltgerätes ausgebildeten, vorkonfigurierten Bereichs ist die Lichtbogenlöschvorrichtung auf vordefinierte Art und Weise in dem Isolierstoffgehäuse aufgenommen. Dieser Bereich ist dabei derart ausgebildet, dass er zur Aufnahme der Lichtbogenlöschvorrichtung unabhängig sowohl von der Anzahl i der zur Realisierung der Lichtbogenlöschvorrichtung verwendeten Löschblechpakete, als auch der Anzahl m der Löschbleche je Löschblechpaket, geeignet ist.With the help of the preconfigured area formed in the insulating material housing of the protective switching device, the arc extinguishing device is accommodated in the insulating material housing in a predefined manner. This area is designed in such a way that it is suitable for accommodating the arc extinguishing device independently of the number i of the extinguishing plate packs used to implement the arc extinguishing device and the number m of extinguishing plates per extinguishing plate packet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes ist der Löschkammerbereich in dem Isolierstoffgehäuse ausgebildet, wobei das Isolierstoffgehäuse zumindest ein Aufnahmeelement zur Aufnahme und Halterung des zumindest einen Löschblechpaketes aufweist.In an advantageous development of the protective switching device, the quenching chamber area is formed in the insulating material housing, the insulating material housing having at least one receiving element for receiving and holding the at least one quenching plate package.

Mit Hilfe des zumindest einen Aufnahmeelements wird das Löschblechpaket bzw. werden die Löschblechpakete auf vordefinierte Art und Weise in dem Isolierstoffgehäuse aufgenommen und gehaltert. Durch das bzw. die Aufnahmeelemente wird das bzw. werden die Löschblechpaket(e) in vordefinierter Lage im Löschkammerbereich positioniert, d.h. aufgenommen und gehaltert - unabhängig von Anzahl i sowie Größe m der einzelnen Löschblechpakete. Dadurch wird eine flexibel einsetzbare Lagerung der Lichtbogenlöschvorrichtung im Isolierstoffgehäuse erreicht, unabhängig von der jeweiligen konkreten Ausprägung der Lichtbogenlöschvorrichtung.With the aid of the at least one receiving element, the quenching plate stack or the quenching plate packages are received and held in a predefined manner in the insulating material housing. The quenching plate stack (s) are positioned in a predefined position in the quenching chamber area by the receiving element (s), i.e. recorded and held - regardless of the number i and size m of the individual quenching plate packages. As a result, flexible mounting of the arc extinguishing device in the insulating material housing is achieved, regardless of the specific form of the arc extinguishing device.

In einer weiteren nicht beanspruchten Ausführungsform des Schutzschaltgerätes ist das zumindest eine Löschblechpaket in der Stapelrichtung R mittig in dem Löschkammerbereich angeordnet, derart, dass sowohl oberhalb als auch unterhalb des Löschblechpaketes weitere Löschbleche oder Löschblechpakete in dem Löschkammerbereich anordenbar sind. Durch die mittige Anordnung wird auf einfache Art und Weise das Hinzufügen weiterer Löschblechpakete, aber auch einzelner Löschbleche, ermöglicht.In a further embodiment of the protective switching device which is not claimed, the at least one quenching plate stack is arranged centrally in the stacking direction R in the quenching chamber area, such that further quenching plates or quenching plate packs can be arranged in the quenching chamber region both above and below the quenching plate pack. The central arrangement makes it easy to add additional quenching plate packages, but also individual quenching plates.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Lichtbogenlöschvorrichtung bzw. des elektromechanischen Schutzschaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:

Figuren 1 bis 3

schematische Darstellungen eines aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen Schutzschaltgerätes mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung;

Figuren 4 bis 9

schematische Darstellungen eines nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels des elektromechanischen Schutzschaltgerätes mit der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung;

Figuren 10 bis 18

schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes mit der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung;

Figuren 19 bis 27

schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes mit der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung.

Exemplary embodiments of the arc extinguishing device or of the electromechanical protective switching device are explained in more detail below with reference to the attached figures. In the figures are:

characters 1 to 3

schematic representations of an electromechanical protective switching device known from the prior art with an arc extinguishing device;

Figures 4 to 9

schematic representations of a non-claimed embodiment of the electromechanical protective switching device with the arc extinguishing device according to the invention;

Figures 10 to 18

schematic representations of a first embodiment of the electromechanical protective switching device according to the invention with the arc extinguishing device according to the invention;

Figures 19 to 27

schematic representations of a second embodiment of the electromechanical protective switching device according to the invention with the arc extinguishing device according to the invention.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.In the different figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numerals. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be seen.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen den schematischen Aufbau eines Schutzschaltgerätes 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Schutzschaltgerätes 1 mit der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 in schematischer Darstellung; In den Figuren 2 und 3 ist der Aufbau eines Löschblechpaketes 12 der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 in einer Seitenansicht bzw. in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt. Anhand dieses aus dem Stand der Technik bereits bekannten Schutzschaltgerätes 1 wird im Folgenden die grundsätzliche Funktionsweise eines derartigen Schutzschaltgerätes 1 beschrieben:
Das Schutzschaltgerät 1 weist einen Eingangsanschluss 3-1 sowie einen Ausgangsanschluss 3-2 auf, welche in einem Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 aufgenommen und gehaltert sind. Der Eingangsanschluss 3-1 sowie der Ausgangsanschluss 3-2 sind zur Kontaktierung des Schutzschaltgerätes 1 mit einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt) ausgebildet und weisen jeweils eine Klemmschraube 3-3 zum Klemmen der elektrischen Anschlussleiter auf. Der Eingangsanschluss 3-1 ist über eine elektrische Spule 8 mit einem im Isolierstoffgehäuse 2 ortsfest angeordneten Festkontakt 4 elektrisch leitend verbunden. Der Festkontakt 4 bildet zusammen mit einem relativ dazu beweglich gelagerten Bewegkontakt 5 einen Schaltkontakt, welcher geöffnet und geschlossen werden kann, um den Stromfluss zwischen dem Eingangsanschluss 3-1 und dem Ausgangsanschluss 3-2 zu unterbrechen oder zu ermöglichen. Hierzu ist der Bewegkontakt 5 an einem im Isolierstoffgehäuse 2 drehbar gelagerten Bewegkontaktträger 6 befestigt. Der Bewegkontaktträger 6 wiederum ist mit dem Ausgangsanschluss 3-2 elektrisch leitend verbunden.The Figures 1 to 3 show the schematic structure of a protective switching device 1 with an arc extinguishing device 10, as are known from the prior art. Figure 1 shows a side view of the protective switching device 1 with the arc extinguishing device 10 in a schematic representation; In the Figures 2 and 3 the structure of a quenching plate stack 12 of the arc quenching device 10 is shown schematically in a side view or in a perspective view. On the basis of this protective switching device 1, which is already known from the prior art, the following is the basic one Functional description of such a protective switching device 1 is described:
The protective switching device 1 has an input connection 3-1 and an output connection 3-2, which are received and held in an insulating housing 2 of the protective switching device 1. The input connection 3-1 and the output connection 3-2 are designed for contacting the protective switching device 1 with an electrical line (not shown) and each have a clamping screw 3-3 for clamping the electrical connection conductors. The input connection 3-1 is electrically conductively connected via an electrical coil 8 to a fixed contact 4 arranged in a fixed manner in the insulating material housing 2. The fixed contact 4 forms, together with a movable contact 5 movably mounted relative thereto, a switching contact which can be opened and closed in order to interrupt or enable the current flow between the input connection 3-1 and the output connection 3-2. For this purpose, the moving contact 5 is fastened to a moving contact carrier 6 rotatably mounted in the insulating material housing 2. The moving contact carrier 6 is in turn electrically connected to the output connection 3-2.

Zur manuellen Betätigung des Schutzschaltgerätes 1 weist das Isolierstoffgehäuse 2 an einer Frontseite ein Betätigungselement 9 auf, welches mit dem Bewegkontaktträger 6 in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise kann der Schaltkontakt mit Hilfe des Betätigungselements 2 manuell geöffnet und geschlossen werden.For manual actuation of the protective switching device 1, the insulating housing 2 has an actuating element 9 on a front side, which is in operative connection with the moving contact carrier 6. In this way, the switching contact can be opened and closed manually using the actuating element 2.

Bei Auftreten eines Kurzschlusses wird die Spule 8 von dem hohen Kurzschlussstrom durchflossen. Dieser hohe Kurzschlussstrom wird dazu verwendet, den Schaltkontakt zu öffnen, indem ein in der Spule beweglich gelagerter Stößel (nicht dargestellt) aufgrund der magnetischen Wirkung des Spulenstroms in die Spule 8 hineingezogen wird. Diese Bewegung des Stößels wirkt auf den Bewegkontaktträger 6 ein, wodurch der Bewegkontakt 5 vom Festkontakt 4 wegbewegt.When a short circuit occurs, the high short circuit current flows through the coil 8. This high short-circuit current is used to open the switching contact by pulling a plunger (not shown) movably mounted in the coil due to the magnetic effect of the coil current into the coil 8. This movement of the ram acts on the moving contact carrier 6, whereby the moving contact 5 moves away from the fixed contact 4.

Beim Öffnen des stromdurchflossenen Schaltkontakts entsteht ein Lichtbogen 7, welcher zunächst zwischen dem Festkontakt 4 und dem Bewegkontakt 5 brennt. Entfernt sich der Bewegkontakt 5 vom Festkontakt 4, so führt die mit zunehmender Länge des Lichtbogens 7 ansteigende Bogenspannung dazu, dass der Lichtbogen 7 vom Bewegkontakt 5 auf eine Leitschiene 15, welche unterhalb des sich öffnenden Schaltkontakts angeordnet ist, kommutiert. Das erste Ende der Leitschiene 15 ist dabei an das untere Ende einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10 geführt. Das zweite Ende der Leitschiene 15 ist mit dem Ausgangsanschluss 3-2 elektrisch leitend verbunden.When the current-carrying switching contact is opened, an arc 7 arises, which initially burns between the fixed contact 4 and the moving contact 5. If the moving contact 5 moves away from the fixed contact 4, the increasing arc voltage as the length of the arc 7 increases means that the arc 7 commutates from the moving contact 5 onto a guide rail 15 which is arranged below the opening switching contact. The first end of the guide rail 15 is guided to the lower end of an arc extinguishing device 10. The second end of the guide rail 15 is electrically conductively connected to the output connection 3-2.

Die Lichtbogenlöschvorrichtung 10 weist ein Löschblechpaket 12 auf, welches aus einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Löschblechen 13 besteht, die in einer Stapelrichtung R mittels einer Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Ein oberes Ende der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 ist mit dem Festkontakt 4 elektrisch leitend verbunden.The arc quenching device 10 has a quenching plate packet 12, which consists of a plurality of quenching plates 13 arranged parallel to one another and which are held at a distance from one another in a stacking direction R by means of a holding device 14. An upper end of the arc extinguishing device 10 is electrically conductively connected to the fixed contact 4.

Die aufgrund des hohen Kurzschlussstromes auftretenden elektro-magnetischen Kräfte wechselwirken mit dem Lichtbogen 7 derart, dass dieser von dem sich öffnenden Schaltkontakt wegbewegt wird. Dabei wird der Lichtbogen 7 zunächst in Richtung eines sogenannten Vorkammerbereichs 16, welcher sich unterhalb des Schaltkontakts vor der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 befindet, getrieben. Im weiteren Verlauf wird der Lichtbogen 7 dann schließlich in das Löschblechpaket 12 der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 gedrängt. Dabei trifft der Lichtbogen 7 auf die Löschbleche 13, wodurch er in eine entsprechende Mehrzahl elektrisch hintereinander geschalteten Teillichtbögen zerfällt. Aufgrund der daraus resultierenden höheren Bogenspannung reißt der Lichtbogen 7 schließlich ab und erlischt.The electro-magnetic forces occurring due to the high short-circuit current interact with the arc 7 in such a way that it is moved away from the opening switching contact. The arc 7 is initially driven in the direction of a so-called prechamber region 16, which is located below the switching contact in front of the arc extinguishing device 10. In the further course, the arc 7 is then finally pushed into the quenching plate packet 12 of the arc quenching device 10. The arc 7 strikes the quenching plates 13, as a result of which it breaks down into a corresponding plurality of partial arcs electrically connected in series. Due to the resulting higher arc voltage, the arc 7 finally breaks off and goes out.

Erfindungsgemäß weist die Lichtbogenlöschvorrichtung 10 einen Löschkammerbereich 11 auf, in dem eine vordefinierte Anzahl n an Löschblechen 13 in einer Stapelrichtung R parallel zueinander sowie voneinander beabstandet anordenbar ist, d.h. angeordnet werden kann. Weiterhin weist die Lichtbogenlöschvorrichtung 10 mindestens ein Löschblechpaket 12 auf, welches in dem Löschkammerbereich 11 angeordnet ist und seinerseits eine vordefinierte Anzahl m parallel zueinander angeordneter Löschbleche 13 aufweist, die mittels einer Halteeinrichtung 14 in Stapelrichtung R voneinander beabstandet gehalten sind. Die Anzahl m der das eine Löschblechpaket 12 bildenden Löschbleche 13 ist dabei kleiner als die Anzahl n der in dem Löschkammerbereich 11 maximal anordenbaren Löschbleche, so dass oberhalb und/oder unterhalb des mindestens ein Löschblechpaketes 12 zumindest ein weiteres, einzelnes Löschblech oder ein weiteres Löschblechpaket anordenbar ist.According to the invention, the arc extinguishing device 10 has an extinguishing chamber region 11 in which a predefined number n of extinguishing plates 13 can be arranged in a stacking direction R parallel to one another and at a distance from one another, i.e. can be arranged. Furthermore, the arc extinguishing device 10 has at least one quenching plate packet 12, which is arranged in the quenching chamber region 11 and in turn has a predefined number m of quenching plates 13 arranged parallel to one another, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device 14. The number m of the extinguishing plates 13 forming a quenching plate packet 12 is smaller than the number n of the maximum extinguishing plates that can be arranged in the extinguishing chamber area 11, so that at least one further individual quenching plate or another quenching plate packet can be arranged above and / or below the at least one quenching plate packet 12 is.

In den Figuren 4 bis 9 ist ein nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel des elektromechanischen Schutzschaltgerätes 1 mit der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bereits bekannten Schutzschaltgerät 1, wie vorstehend zu den Figuren 1 bis 3 beschrieben, weist das elektromechanische Schutzschaltgerät 1 einen vorkonfigurierten Bereich auf, der zur Aufnahme einer unterschiedlichen, d.h. anders ausgebildeten Lichtbogenlöschvorrichtung 10 ausgebildet ist:In the Figures 4 to 9 A non-claimed embodiment of the electromechanical protective switching device 1 with the arc extinguishing device 10 is shown schematically. In contrast to the protective switching device 1 which is already known from the prior art, as in the preceding Figures 1 to 3 described, the electromechanical protective switching device 1 has a preconfigured area which is designed to accommodate a different, ie differently designed, arc extinguishing device 10:

In diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Löschkammerbereich 11 eine Anzahl von n = 12 einzelnen Löschblechen anordenbar. Das in dem Löschkammerbereich 11 aufgenommene Löschblechpaket 12 ist jedoch lediglich aus einer vordefinierte Anzahl von m = 6 einzelnen Löschblechen 13 gebildet, welche mittels einer Halteeinrichtung 14 in der Stapelrichtung R voneinander beabstandet gehalten sind. Die Halteeinrichtung 14 ist dabei ebenfalls aus einem Isolierstoff gebildet, um die einzelnen Löschbleche 13 gegeneinander zu isolieren.In this exemplary embodiment, a number of n = 12 individual quenching plates can be arranged in the quenching chamber region 11. The quenching plate packet 12 accommodated in the quenching chamber area 11 is, however, only formed from a predefined number of m = 6 individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device 14. The holding device 14 is also formed from an insulating material in order to isolate the individual quenching plates 13 from one another.

Der Löschkammerbereich 11 ist vorliegend in dem Isolierstoffgehäuse 2 ausgebildet. Er weist mehrere Aufnahmeelemente 17 zur Aufnahme und Halterung einzelner Löschbleche 13 auf, welche ebenfalls in dem Isolierstoffgehäuse 2 ausgebildet sind. Anstelle einzelner Löschbleche können auch eines oder mehrere Löschblechpakete 12 mittels der Aufnahmeelemente 17 in dem Löschkammerbereich 11 aufgenommen und gehaltert werden. Ebenso ist es möglich, eine Kombination aus einem oder mehreren einzelnen Löschblechen 13 und einem oder mehreren Löschblechpaketen 12 mittels der Aufnahmeelemente 17 in dem Löschkammerbereich 11 aufzunehmen.In the present case, the arcing chamber region 11 is formed in the insulating material housing 2. It has a plurality of receiving elements 17 for receiving and holding individual extinguishing plates 13, which are also formed in the insulating housing 2. Instead of individual quenching plates, one or more quenching plate packages 12 can also be received and held in the quenching chamber region 11 by means of the receiving elements 17. It is also possible to accommodate a combination of one or more individual quenching plates 13 and one or more quenching plate packages 12 by means of the receiving elements 17 in the quenching chamber region 11.

Figur 4 zeigt eine Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche im Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 angeordnet ist und lediglich ein Löschblechpaket 12 aufweist, welches aus lediglich sechs einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist. Dieses eine Löschblechpaket 12 ist mittig im Löschkammerbereich 11 angeordnet, derart, dass sowohl oberhalb als auch unterhalb entweder ein oder mehrere einzelne Löschbleche 13, oder auch ein weiteres Löschblechpaket 12 anordenbar ist. Insgesamt wären sechs weitere Löschbleche - einzeln oder paketiert - in dem Löschkammerbereich 11 anordenbar. Die Anzahl von sechs weiteren Löschblechen ergibt sich dabei aus der Differenz der Anzahl n=12 maximal anordenbarer Löschbleche und der Anzahl m=6 bereits vorhandener Löschbleche. Das zugeordnete Löschblechpaket 12 ist in den Figuren 5 und 6 schematisch dargestellt. Figure 4 shows an arc extinguishing device 10 which is arranged in the insulating housing 2 of the protective switching device 1 and has only one quenching plate packet 12 which is formed from only six individual quenching plates 13. This one quenching plate stack 12 is arranged centrally in the quenching chamber region 11, such that either one or more individual quenching plates 13 or also another quenching plate stack 12 can be arranged both above and below. A total of six further quenching plates - individually or packaged - could be arranged in the quenching chamber area 11. The number of six further quenching plates results from the difference between the number n = 12 maximum possible quenching plates and the number m = 6 already existing quenching plates. The assigned quenching plate package 12 is in the Figures 5 and 6 shown schematically.

Figur 7 zeigt das Schutzschaltgerät 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche zwei Löschblechpakete 12-1 und 12-2 (Detaildarstellungen siehe Figuren 6 und 7) aufweist, die in Stapelrichtung R nebeneinander, d.h. übereinander liegend angeordnet sind. Beide Löschblechpakete 12-1 und 12-2 sind - analog zu dem in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Löschblechpaket - aus sechs einzelnen Löschblechen 13 gebildet. Damit ist die Anzahl n=12 maximal anordenbarer Löschbleche voll ausgeschöpft. Diese Konfiguration weist daher das maximal erreichbare Schaltvermögen auf. Figure 7 shows the protective switching device 1 with an arc extinguishing device 10, which two quenching plate packages 12-1 and 12-2 (see detailed representations Figures 6 and 7 ) which are arranged next to one another in the stacking direction R, that is to say they lie one above the other. Both quenching plate packages 12-1 and 12-2 are - similar to that in the Figures 4 to 6 shown quenching plate package - formed from six individual quenching plates 13. The number n = 12 maximum extinguishing plates that can be arranged is thus fully exhausted. This configuration therefore has the maximum switching capacity that can be achieved.

Das in den Figuren 4 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass mit Hilfe eines einzigen Typs an Löschblechpaketen (mit einer Anzahl von sechs Löschblechen je Löschblechpaket) zwei verschiedene Konfigurationen für die Lichtbogenlöschvorrichtung 10 möglich sind: die in den Figuren 3 bis 6 dargestellte erste Konfigurationsmöglichkeit mit einem Löschblechpaket 12, und die in den Figuren 7 bis 9 dargestellte zweite Konfigurationsmöglichkeit mit den beiden identischen Löschblechpaketen 12-1 und 12-2. Damit sind unterschiedliche Gerätetypen für verschiedene Stromstärken realisierbar, welche sich aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Löschblechen lediglich hinsichtlich ihres maximalen Kurzschlussschaltvermögens voneinander unterscheiden. Dabei ist diese Variantenbildung ohne zusätzliche Teile oder Komponenten realisierbar, was sich kostensenkend auf die Lagerhaltungs- und Logistikkosten auswirkt.That in the Figures 4 to 9 The illustrated embodiment is characterized in that two different configurations for the arc extinguishing device 10 are possible with the aid of a single type of quenching plate pack (with a number of six quenching plates per quenching plate pack): those in FIGS Figures 3 to 6 First configuration option shown with a quenching plate package 12, and in the Figures 7 to 9 Second configuration option shown with the two identical quenching plate packages 12-1 and 12-2. This makes it possible to implement different types of devices for different currents, which differ only in terms of their maximum short-circuit switching capacity due to the different number of quenching plates. This variant can be implemented without additional parts or components, which has a cost-reducing effect on storage and logistics costs.

In den Figuren 10 bis 18 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes 1 mit der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Figur 10 zeigt das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche im Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 angeordnet ist und lediglich ein Löschblechpaket 12 aufweist, welches aus lediglich fünf einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels einer Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Damit ist eine Konfiguration für ein Schutzschaltgerät 1 mit geringer Nennstromstärke - und damit mit einem geringeren maximalen Kurzschlussschaltvermögen - realisierbar. Das hierzu korrespondierende Löschblechpaket 12 ist in den Figuren 11 und 12 schematisch dargestellt.In the Figures 10 to 18 A first exemplary embodiment of the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with the arc extinguishing device 10 according to the invention is shown schematically. Figure 10 shows the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with an arc extinguishing device 10, which is arranged in the insulating housing 2 of the protective switching device 1 and has only one quenching plate package 12, which is formed from only five individual quenching plates 13, which are held apart in the stacking direction R by means of a holding device 14. This means that a configuration for a protective switching device 1 with a low rated current - and thus with a lower maximum short-circuit switching capacity - can be implemented. The corresponding quenching plate stack 12 is in the Figures 11 and 12 shown schematically.

Figur 13 zeigt das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät 1 mit einer alternativen Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche ebenfalls im Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 angeordnet ist und lediglich ein Löschblechpaket 12 aufweist, welches aus lediglich sieben einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels einer Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Damit ist eine weitere Konfiguration für ein Schutzschaltgerät 1 mit mittlerer Nennstromstärke - und einem entsprechend mittleren Kurzschlussschaltvermögen - realisierbar. Das hierzu korrespondierende Löschblechpaket 12 ist in den Figuren 14 und 15 in einer Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt. Figure 13 shows the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with an alternative arc extinguishing device 10, which is likewise arranged in the insulating housing 2 of the protective switching device 1 and has only one quenching plate package 12, which is formed from only seven individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device 14 are. A further configuration for a protective switching device 1 with a medium nominal current strength and a correspondingly medium short-circuit switching capacity can thus be implemented. The corresponding quenching plate stack 12 is in the Figures 14 and 15 schematically shown in a side view and in a perspective view.

Figur 16 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche nunmehr zwei Löschblechpakete 12-1 und 12-2 (Detaildarstellungen siehe Figuren 17 und 18) aufweist, die in Stapelrichtung R nebeneinander, d.h. übereinander liegend angeordnet sind. Das erste Löschblechpaket 12-1 ist am oberen Ende des Löschkammerbereichs 11 angeordnet und entspricht dem in den Figuren 13 bis 15 dargestellten Löschblechpaket 12, welches aus sieben einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels der Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Das zweite Löschblechpaket 12-2 ist unterhalb des ersten Löschblechpaketes 12-1, und damit am unteren Ende des Löschkammerbereichs 11, angeordnet und entspricht dem in den Figuren 10 bis 12 dargestellten Löschblechpaket 12, welches aus fünf einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels der Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Die zu der Darstellung der Figur 16 korrespondierende Detaildarstellung der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 mit den beiden Löschblechpaketen 12-1 und 12-2 ist in den Figuren 17 und 18 in einer Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt. Figure 16 shows the first embodiment of the protective switching device 1 according to the invention with an arc extinguishing device 10, which now has two quenching plate packages 12-1 and 12-2 (see detailed representations Figures 17 and 18 ) which are arranged next to one another in the stacking direction R, that is to say they lie one above the other. The first quenching plate stack 12-1 is arranged at the upper end of the quenching chamber region 11 and corresponds to that in FIGS Figures 13 to 15 shown quenching plate packet 12, which is formed from seven individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of the holding device 14. The second quenching plate stack 12-2 is arranged below the first quenching plate stack 12-1, and thus at the lower end of the quenching chamber region 11, and corresponds to that in FIGS Figures 10 to 12 shown quenching plate packet 12, which is formed from five individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of the holding device 14. Which to represent the Figure 16 corresponding detailed representation of the arc extinguishing device 10 with the two quenching plate packs 12-1 and 12-2 is in the Figures 17 and 18 schematically shown in a side view and in a perspective view.

Gemeinsam weisen die beiden Löschblechpakete 12-1 und 12-2 somit zwölf Löschbleche 13 auf, die mittels der Aufnahmeelemente 17 (siehe Figuren 10 und 13) in dem Löschkammerbereich 11 aufgenommen und gehaltert sind. Dies entspricht der maximalen Konfiguration, bei der die Anzahl n der im Löschkammerbereich 11 aufnehmbaren bzw. anordenbaren Löschbleche der Summe der Anzahl m_i der Löschbleche der beiden Löschblechpakete 12-1 und 12-2 entspricht: $$\mathrm{n}={\mathrm{\Sigma m}}_{\mathrm{i}}={\mathrm{m}}_1+{\mathrm{m}}_2\left(\mathrm{für}\mathrm{i}=2\right)$$

Together, the two quenching plate packs 12-1 and 12-2 thus have twelve quenching plates 13 which can be secured by means of the receiving elements 17 (see Figures 10 and 13 ) are received and held in the arcing chamber area 11. This corresponds to the maximum configuration in which the number n of extinguishing plates that can be accommodated or arranged in the extinguishing chamber area 11 corresponds to the sum of the number m _{i of} the extinguishing plates of the two quenching plate packages 12-1 and 12-2: $$\mathrm{n}={\mathrm{\Sigma m}}_{\mathrm{i}}={\mathrm{<figure-callout\; id="1"\; label="m"\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">m</figure-callout>}}_1+{\mathrm{m}}_{\mathrm{2nd}}\left(\mathrm{For}\mathrm{i}=\mathrm{2nd}\right)$$

Diese maximale Konfiguration weist das höchste KurzschlussSchaltvermögen der drei in den Figuren 10 bis 18 dargestellten Alternativen des zweiten Ausführungsbeispiels auf. Im Unterschied zu dem in den Figuren 4 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Löschblechpakete 12-1 und 12-2 hierbei nicht identisch, sondern unterschiedlich gebildet. Dadurch wird zwar die Anzahl unterschiedlicher Bauteile erhöht, auf der anderen Seite jedoch sind auf diese Weise drei unterschiedliche Konfigurationen, und damit drei unterschiedliche Gerätetypen mit unterschiedlichem Schaltvermögen, realisierbar.This maximum configuration has the highest short-circuit breaking capacity of the three in the Figures 10 to 18 shown alternatives of the second embodiment. In contrast to that in the Figures 4 to 9 First exemplary embodiment shown, the two quenching plate packs 12-1 and 12-2 are not identical here, but are formed differently. Although this increases the number of different components, on the other hand, three different configurations, and thus three different device types with different switching capacities, can be implemented in this way.

In den Figuren 19 bis 27 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes 1 mit der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Figur 19 zeigt das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche im Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 angeordnet ist und lediglich ein Löschblechpaket 12 aufweist, welches aus lediglich vier einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels einer Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Damit ist eine Konfiguration für ein Schutzschaltgerät 1 mit äußerst geringer Nennstromstärke - und damit mit einem entsprechend geringeren maximalen Kurzschlussschaltvermögen - realisierbar. Das hierzu korrespondierende Löschblechpaket 12 ist in den Figuren 20 und 21 schematisch dargestellt.In the Figures 19 to 27 A second exemplary embodiment of the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with the arc extinguishing device 10 according to the invention is shown schematically. Figure 19 shows the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with an arc extinguishing device 10, which is arranged in the insulating material housing 2 of the protective switching device 1 and has only one quenching plate packet 12, which is formed from only four individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device 14. This enables a configuration for a protective switching device 1 with an extremely low nominal current strength - and thus with a correspondingly lower maximum short-circuit switching capacity - to be implemented. The corresponding quenching plate stack 12 is in the Figures 20 and 21 shown schematically.

Figur 22 zeigt das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät 1 mit einer alternativen Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche ebenfalls im Isolierstoffgehäuse 2 des Schutzschaltgerätes 1 angeordnet ist und lediglich ein Löschblechpaket 12 aufweist, welches aus lediglich acht einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels einer Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Damit ist eine weitere Konfiguration für ein Schutzschaltgerät 1 mit mittlerer Nennstromstärke - und einem entsprechend mittleren Kurzschlussschaltvermögen - realisierbar. Das hierzu korrespondierende Löschblechpaket 12 ist in den Figuren 23 und 24 in einer Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt. Figure 22 shows the electromechanical protective switching device 1 according to the invention with an alternative arc extinguishing device 10, which is likewise arranged in the insulating material housing 2 of the protective switching device 1 and has only one quenching plate package 12, which is formed from only eight individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of a holding device 14 are. A further configuration for a protective switching device 1 with a medium nominal current strength and a correspondingly medium short-circuit switching capacity can thus be implemented. The corresponding quenching plate stack 12 is in the Figures 23 and 24 schematically shown in a side view and in a perspective view.

Figur 25 zeigt - korrespondierend zu den Darstellungen der Figuren 19 und 22 - das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes 1 mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung 10, welche nunmehr zwei Löschblechpakete 12-1 und 12-2 (Detaildarstellungen siehe Figuren 26 und 27) aufweist, die in Stapelrichtung R nebeneinander, d.h. übereinander liegend angeordnet sind. Das erste Löschblechpaket 12-1 ist am oberen Ende des Löschkammerbereichs 11 angeordnet und entspricht dem in den Figuren 22 und 24 dargestellten Löschblechpaket 12, welches aus acht einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels der Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Das zweite Löschblechpaket 12-2 ist unterhalb des ersten Löschblechpaketes 12-1, und damit am unteren Ende des Löschkammerbereichs 11, angeordnet und entspricht dem in den Figuren 19 bis 21 dargestellten Löschblechpaket 12, welches aus vier einzelnen Löschblechen 13 gebildet ist, die in Stapelrichtung R mittels der Halteeinrichtung 14 voneinander beabstandet gehalten sind. Die zu der Darstellung der Figur 25 korrespondierende Detaildarstellung der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 mit den beiden Löschblechpaketen 12-1 und 12-2 ist in den Figuren 26 und 27 in einer Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt. Figure 25 shows - corresponding to the representations of Figures 19 and 22 - The second embodiment of the protective switching device 1 according to the invention with an arc extinguishing device 10, which now has two quenching plate packages 12-1 and 12-2 (see detailed representations Figures 26 and 27 ) which are arranged next to one another in the stacking direction R, that is to say they are arranged one above the other. The first quenching plate stack 12-1 is arranged at the upper end of the quenching chamber region 11 and corresponds to that in FIGS Figures 22 and 24 shown quenching plate packet 12, which is formed from eight individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of the holding device 14. The second quenching plate stack 12-2 is arranged below the first quenching plate stack 12-1, and thus at the lower end of the quenching chamber region 11, and corresponds to that in FIGS Figures 19 to 21 shown quenching plate packet 12, which is formed from four individual quenching plates 13, which are held apart from one another in the stacking direction R by means of the holding device 14. Which to represent the Figure 25 corresponding detailed representation of the arc extinguishing device 10 with the two quenching plate packs 12-1 and 12-2 is in the Figures 26 and 27 schematically shown in a side view and in a perspective view.

Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Anordnungen oder Kombinationsmöglichkeiten beschränkt. Es ist selbstverständlich ebenso möglich, die dargestellten Löschblechpakete anders als in den Figuren gezeigt zu kombinieren. Beispielsweise könnten zwei der in Figur 11 oder Figur 20 dargestellten und beschriebenen Löschblechpakete 12 (mit jeweils fünf oder vier einzelnen Löschblechen) kombiniert werden, wobei nicht die maximal mögliche Anzahl n von Löschblechen 13 in dem Löschkammerbereich 11 angeordnet werden.The claimed invention is not limited to the arrangements or possible combinations shown in the exemplary embodiments. It is of course also possible to combine the quenching plate packages shown differently than shown in the figures. For example, two of the in Figure 11 or Figure 20 illustrated and described quenching plate packs 12 (each with five or four individual quenching plates) can be combined, the maximum possible number n of quenching plates 13 not being arranged in the quenching chamber region 11.

Weiterhin ist es möglich, weitere Löschblechpakete mit einer anderen Anzahl m an Löschblechen zu gestalten und diese mit vorhandenen oder den neu gestalteten Löschblechpaketen zu kombinieren - immer unter der Voraussetzung, dass die Anzahl der in dem Löschkammerbereich 11 angeordneten Löschbleche, ob einzeln oder zu Löschblechpaketen paketiert - kleiner oder gleich der Anzahl der maximal in dem Löschkammerbereich 11 anordenbaren Löschblechen ist. Insbesondere ist es möglich, Löschblechpakete 12 einzusetzen, die aus jeweils drei oder vier einzelnen Löschblechen 13 bestehen, und diese einzeln, zweifach, dreifach oder (im Falle der Löschblechpakete mit jeweils drei Löschblechen) vierfach im Löschkammerbereich 11 anzuordnen. Damit sind - bei Verwendung eines einzigen Typs an Löschblechpaketen - drei bzw. vier Varianten der Lichtbogenlöschvorrichtung 10 realisierbar.Furthermore, it is possible to design additional quenching plate packages with a different number m of quenching plates and to combine them with existing or the newly designed quenching plate packages - always provided that the number of quenching plates arranged in the extinguishing chamber area 11, whether individually or to form quenching plate packages - Is less than or equal to the maximum number of extinguishing plates that can be arranged in the extinguishing chamber area 11. In particular, it is possible to use quenching plate packs 12, each consisting of three or four individual quenching plates 13, and to arrange them individually, twice, three times or (in the case of the quenching plate packs with three quenching plates each) four times in the quenching chamber region 11. This means that three or four variants of the arc extinguishing device 10 can be realized when using a single type of quenching plate stack.

In den Darstellungen der Figuren sind die einzelnen Löschbleche 13 jeweils v-förmig eingeschnitten. Dies stellt eine gängige, da vorteilhafte Ausführungsform dar. Es ist jedoch ebenso möglich, anders gestaltete Löschbleche als die dargestellten erfindungsgemäß zu verwenden.In the illustrations of the figures, the individual quenching plates 13 are cut into a V-shape. This represents a common, since advantageous embodiment. However, it is also possible to use differently designed quenching plates according to the invention.

Claims (5)

1. Arc-quenching apparatus (10) for an electromechanical protective switching device (1),

   - comprising a quenching chamber region (11) in which a predefined number (n) of arc splitters (13) can be arranged at a distance from one another and parallel to one another in a stacking direction (R),

   - comprising at least one arc splitter stack (12) which is arranged in the quenching chamber region (11) and has a predefined number (m) of arc splitters (13) which are arranged parallel to one another and are held at a distance from one another in the stacking direction (R) by means of a holding device (14),

   - wherein the number (m) of arc splitters (13) which form an arc splitter stack (12) is smaller than the number (n) of arc splitters which can be arranged in the quenching chamber region (11), so that at least one further, individual arc splitter or one further arc splitter stack can be arranged above and/or below the at least one arc splitter stack (12),

   characterized
   in that the arc-quenching apparatus (10) has at least two different arc splitter stacks (12) with a different number of arc splitters (13), wherein the arc splitter stacks (12) can be arranged alternately or jointly in the quenching chamber region (11).
2. Arc-quenching apparatus (10) according to Claim 1, characterized

   - in that two arc splitter stacks (12-1, 12-2) are arranged next to one another in the stacking direction (R) in the quenching chamber region (11),

   - in that the number (m₁) of arc splitters (13) of the first arc splitter stack (12-1) and the number (m₂) of arc splitters (13) of the second arc splitter stack (12-2) satisfy the condition m₁ + m₂ ≤ n.
3. Arc-quenching apparatus (10) according to Claim 1,
   characterized
   in that a number i ≥ 2 of arc splitter stacks (12) are arranged next to one another in the stacking direction (R) in the quenching chamber region (11), which arc splitter stacks satisfy the condition ∑m_i ≤ n.
4. Electromechanical protective switching device (1)

   - comprising an insulating-material housing (2) in which the components of the protective switching device (1) are received and held, and also

   - comprising an arc-quenching apparatus (10) according to one of Claims 1 to 3,

   characterized
   in that the insulating-material housing (2) has a preconfigured region which is designed for receiving the arc-quenching apparatus (10).
5. Protective switching device (1) according to Claim 4,
   characterized
   in that the quenching chamber region (11) is formed in the insulating-material housing (2), wherein the insulating-material housing (2) has at least one receiving element (17) for receiving and holding the at least one arc splitter stack (12, 12-1, 12-2).

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