EP3602593A1 - Switch device with improved permanent magnetic arc extinction - Google Patents

Switch device with improved permanent magnetic arc extinction

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EP3602593A1
EP3602593A1 EP18708398.5A EP18708398A EP3602593A1 EP 3602593 A1 EP3602593 A1 EP 3602593A1 EP 18708398 A EP18708398 A EP 18708398A EP 3602593 A1 EP3602593 A1 EP 3602593A1
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EP
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magnetic field
contact
pole plate
arc
region
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EP18708398.5A
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Robert Kralik
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Schaltbau GmbH
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Schaltbau GmbH
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Publication date
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    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns

Definitions

  • the present invention relates to a switching device according to the preamble of independent claim 1.
  • a generic switching device has at least one contact point and one of the contact point associated with permanent magnetic arc blowing device.
  • the arc blowing device has a first lateral pole plate, a second lateral pole plate, an intermediate pole plate arranged therebetween and at least one first permanent magnet for producing a magnetic blow field.
  • the at least one first permanent magnet is in contact either directly or via a magnetic conductor with at least one of the pole plates and is arranged such that a first magnetic field region of the blow field between the first lateral pole plate and middle pole plate, and a second magnetic field region between second lateral pole plate and middle pole plate wherein the magnetic field lines of the first magnetic field region are aligned opposite to magnetic field lines of the second magnetic field region, and wherein the blowing field further comprises a transition region which connects the first magnetic field region and the second magnetic field region.
  • the alignment of the magnetic field lines in the transition region is the same, starting from the first magnetic field region and the second magnetic field region, towards the contact point, so that a switching arc arising when the contact point is opened within the transition region depending on the current direction starting from the contact point either in the first magnetic field or passed into the second magnetic field region and blown away in both cases in the same direction from the contact point.
  • the three pole plates are aligned substantially parallel to each other.
  • two first permanent magnets are provided, wherein the two first permanent magnets are polar opposite to each other.
  • the two first permanent magnets can either be assigned to one of the two lateral pole plates or else arranged on the opposite sides of the middle pole plate.
  • the two lateral pole plates are connected to the middle pole plate, for example via a magnetic conductor or conclusion.
  • the first permanent magnets may be part of this magnetic connection or even form the connecting element between the lateral and middle pole plate.
  • a switching device offers the advantage that a bidirectional operation of the switching device is possible, whereby only a single arc of Genlösch adopted is required.
  • the switching arc is always blown away from the contact point in the same direction, depending on the current direction-dependent deflection into the first or second magnetic field range, so that the switching arc can be extinguished independently of the current direction in one and the same arc quenching device.
  • the required for this purpose arc quenching device can be made arbitrarily and is not the subject of the present application.
  • it can be a conventional arc quenching chamber with a plurality of ceramic quenching elements or quenching plates. Since the blower field is generated purely by permanent magnetic, no puffing coils are required.
  • the generic switching devices are therefore relatively compact, lightweight and also cost-effective.
  • a generic switching device is known for example from DE 10 2015 000 796 A1, from EP 3048626 A1 and from US 2012145675 A1.
  • the present invention has therefore set itself the task of further developing a switching device of the generic type such that with a correspondingly larger design of the switching device, a reliable arc running behavior can be ensured. A cost-effective production of the switching device should continue to be possible.
  • the invention is solved by the features of independent claim 1. Accordingly, in a switching device according to the preamble of independent claim 1 then an inventive solution to the problem, if the arc blowing device has at least a second permanent magnet as an auxiliary magnet, wherein the auxiliary magnet so in close proximity is arranged to the contact point, that at least a part of the magnetic field of the auxiliary magnet amplifies the blowing field in the transition region.
  • the auxiliary magnet fulfills a different function than the one or more permanent magnets.
  • the one or more first permanent magnets are associated with at least one of the three pole plates and are therefore in magnetic connection with the corresponding pole plate either directly or via a corresponding magnetic return path. This is not the case with the auxiliary magnet according to claim 1 of the present invention.
  • the auxiliary magnet is not in direct contact with any of the three pole plates and is not connected to the pole plates via a corresponding magnetic conductor.
  • the function of the auxiliary magnet is to cause amplification of the magnetic field only in the transition region of the magnetic blowing field. This gain is limited to the transition region and does not affect the first or second magnetic field region.
  • the auxiliary magnet is arranged to be plane symmetrical with respect to a plane of symmetry of the arc blowing device defined by the plane of extent of the middle pole plate. In this way, a symmetrical amplification of the magnetic field in the transition region is effected. Since the auxiliary magnet is arranged, so to speak, centrally, in particular with respect to contact point and arc blowing device, the amplification takes place in the particularly critical region, namely where the arc arises.
  • a magnetization direction of the auxiliary magnet includes a right angle both to the magnetic field lines of the first magnetic field region and to the magnetic field lines of the second magnetic field region.
  • auxiliary magnet In the simplest case, only a single auxiliary magnet is provided. However, a plurality of auxiliary magnets may be arranged so as to reinforce each portion of the transition region of the magnetic blowing field.
  • the auxiliary magnet can also represent a ring segment and be radially magnetized.
  • the auxiliary magnet also be designed such that it amplifies the magnetic blowing field in the entire transition region.
  • the auxiliary magnet in this case would be a ring segment which extends over 180 °.
  • two auxiliary magnets are provided, wherein the two auxiliary magnets are arranged symmetrically with respect to the plane of symmetry of the blowing device, which is defined by the plane of extension of the middle pole plate.
  • a relatively large portion of the transition region can be reinforced by using inexpensive standard permanent magnets.
  • the magnetization direction of the two auxiliary magnets to the plane of symmetry in each case includes an angle which is greater than 0 ° and less than 90 °. Further preferably, the angle is in the range between 5 ° and 45 °. Particularly preferably, the angle is in the range between 5 ° and 30 °.
  • the contact point has a first contact and a second contact, wherein the first and second contacts are brought into contact with one another upon actuation of the switching device, and wherein the auxiliary magnet is arranged on the side of the first or second contact, which faces away from the other contact.
  • the auxiliary magnet can be arranged so that a part of its magnetic field amplifies the blowing field in the transition region, wherein the remaining part of the magnetic field of the auxiliary magnet does not adversely affect the blowing field.
  • the contacts are preferably made of a non-magnetic metal, preferably copper. They therefore do not influence the magnetic field of the auxiliary magnet in any way.
  • the auxiliary magnet can be firmly connected to the respective contact in a simple manner.
  • the auxiliary magnet can be glued or screwed to the corresponding contact.
  • the auxiliary magnet is particularly preferably held in a corresponding recess of a housing of the switching device.
  • the housing may for example consist of plastic.
  • the auxiliary magnet is a rare earth magnet.
  • FIG. 1 an oblique view of a switching device according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line II drawn in FIG. 1 (sectional side view),
  • FIG. 3 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line III (longitudinal section) shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line IV drawn in FIG. 1 (sectional plan view),
  • FIG. 5 shows a detailed view of the first contact point of the switch according to the invention shown in FIG. 2 with the auxiliary magnet provided according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a plan view of the fixed contact of the contact point shown in detail in FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a side view corresponding to the plan view from FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a modification of FIG. 7 with an auxiliary magnet held in a recess of a housing of the switching device
  • Figure 9 is a plan view of the fixed contact similar to Figure 6 according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 10 a plan view of the fixed contact similar to Figures 6 and 9 according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an oblique view of a switching device according to the invention 1.
  • the switching device is a single-pole contactor.
  • FIG. 2 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line drawn in FIG FIG. III shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line III drawn in FIG.
  • FIG. 4 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line IV drawn in FIG.
  • the contactor 1 has two fixed contacts 7.1 and 7.2, which are each electrically connected to an associated terminal contact 8.1, 8.2.
  • the two fixed contacts 7.1 and 7.2 are each electrically connected to an associated terminal contact 8.1, 8.2.
  • the contact bridge 10 is actuated by the armature of an electromagnetic drive 19 and has two movable contacts 9.1, 9.2. When closing the contacts comes the first movable contact 9.1 with the first fixed contact 7.1 to the plant. The second movable contact 9.2 contacts the second fixed contact 7.2.
  • the chassis 20 of the switching device, to which the electromagnetic drive is fastened, is identified by the reference numeral 20 in the figures.
  • the switching device has an arc blowing device for each of the two contact points in order to blow off the switching arc from the contact point.
  • Each of the two arc blowing devices is associated with an arc quenching device 5.1 or 5.2.
  • the two arc extinguishing devices 5.1 and 5.2 are arranged on opposite sides of the housing.
  • the first arc quenching device 5.1 is assigned to the first contact point 7.1 / 9.1.
  • the second arc quenching device 5.2 is assigned to the second contact point 7.2 / 9.2.
  • At the top of the housing is also a third arc quenching device
  • the third arc quenching device increases the quenching potential as needed.
  • Parts of the housing that lie between the arc extinguishing devices can be protected from the arc by suitable copper plates 32.
  • All three arc extinguishing devices 5.1, 5.2, and 5.3 each have a plurality of extinguishing elements, which alternately stacked on each other.
  • the extinguishing elements are made of ceramic. Alternatively, they can also be designed as quenching plates.
  • the structure of the arc blowing device is explained below for the first contact point, consisting of the first fixed contact 7.1 and the first movable contact 9.1.
  • the explanation can largely be understood solely on the basis of FIG.
  • the blowing field that is generated by the arc blowing device is generated exclusively permanent magnetic in the switching device according to the invention. No electrically operated blower coils are required.
  • the two permanent magnets 2.1 and 2.2 shown in FIG. 4 form first permanent magnets in the sense of the claims. They are arranged between the first contact point and the arc quenching device 5.1, which is assigned to the first contact points.
  • the first permanent magnet 2.1 is in direct contact with a first lateral pole plate 6.1, which is arranged on a side wall of the switch housing shown in Figure 1.
  • the second permanent magnet 2.2 is also in direct contact with a second lateral pole plate 6.2, which is arranged on the opposite side of the housing and shown in Figure 1. Between the two lateral pole plates 6.1 and 6.2 there is a middle pole plate 6.3, which runs parallel to the two lateral pole plates 6.1, 6.2 and is shown in FIG. Between the two permanent magnets and the middle pole plate 6.3 a magnetic yoke is arranged in each case. Both the conclusion and the permanent magnets are cylindrical.
  • the two permanent magnets 2.1 and 2.2 are oppositely poled.
  • the north pole is located in each case on the outside of the first pole plate 6.1 or on the second pole plate 6.2.
  • the common south pole is located at the middle pole plate 6.3.
  • the opposite polarity causes the magnetic field established between the second lateral pole plate 6.2 (right) and the middle pole plate 6.3 to be oriented opposite to the magnetic field established between the first pole plate 6.1 (left) and the center pole plate 6.3 , This circumstance can also be seen from the magnetic field lines 23, which are shown in FIG.
  • the pole plates define between them two channels, both of which open respectively starting from the first contact point in the arc quenching device 5.1.
  • the two channels are interspersed transversely to their longitudinal extent of one of the two oppositely poled magnetic fields.
  • the two lateral pole plates 6.1, 6.2 extend laterally next to the contact point, wherein the middle pole plate 6.3 is slightly shorter and ends in front of the contact point. This results in a transition region of the magnetic blowing field at the contact point.
  • the magnetic field lines are perpendicular to the magnetic field lines of the two magnetic fields in the channels 4.1 and 4.2. In the transition region, the magnetic field lines are fanned out virtually over an angle of 180 °. The direction of the magnetic field in the channel 4.1 is thereby reversed in the transition region until it finally corresponds to the direction of the magnetic field in the channel 4.2.
  • the switching arc 3.1 is produced when the contacts are opened at the first contact point.
  • the arc is shown in FIG. 4 (in FIG. 4 the switching arc below the plane of the drawing) is first to the right is deflected and then enters the channel 4.2 between the second lateral pole plate 6.2 and the middle pole plate 6.3.
  • the direction of movement of the switching arc 3.1 is illustrated for this case by the arrow 24. If the first connection contact 8.1 is connected to the negative pole of the voltage source, then the switching arc is initially deflected in the opposite direction to the left.
  • the switching arc is subsequently driven through the magnetic blow field into the arc quenching device 5.1.
  • the middle pole plate 6.3 is also at the opposite end, which faces the arc quenching device 5.1, slightly shorter than the two lateral pole plates 6.1, 6.2.
  • the magnetic blower field also has a transition region, shortly before the arc-quenching device 5.1, which conducts the switching arc to the middle of the arc-quenching device 5.1.
  • the arc quenching device 5.1 can be kept compact.
  • an arc blowing device is also provided which is constructed identically to the arc blowing device at the first contact point.
  • the two switching arcs 3.1 and 3.2, which are formed at the contact points 7.1 / 9.1 and 7.2 / 9.2 are deflected in the illustration of Figure 4, depending on the current direction, either first to the right or both to the left, then into the respective arc quenching 5.1 or 5.2 , and subsequently blown into the third arc extinguishing device 5.3.
  • the switching arcs 3.1 and 3.2 thus become either through the channels 4.1 or, as shown in Figure 2, driven through the channels 4.2 in the arc quenching.
  • the first fixed contact 7.1 is associated with a first arc guide plate 1 1 and the second fixed contact 7.2 is associated with a second arc guide plate 12.
  • the first arc guide plate 1 1 and the second arc guide plate 12 extend between the respective fixed contact 7.1 or 7.2 and the respective associated arc quenching 5.1 or 5.2. They each connect the fixed contact 7.1 or 7.2 with the associated connection contact 8.1 or 8.2.
  • the first arc guide plate 1 1 and the second arc guide plate 12 are arranged below the respective middle pole plate 6.3 and they extend in width both over the first channel 4.1 and via the parallel second channel 4.2 of the associated arc blowing device. Furthermore, a third arc guide plate 13 and a fourth arc guide plate 14 are provided. The third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 each extend arcuately from the first movable contact 9.1 to the second movable contact 9.2, so that the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 together with the contact bridge 10 each form a nearly closed loop. As FIG. 2 shows, the middle pole plates 6.3 of the first and second arc blowing devices are each arranged between the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14. The third arc guide plate 13 is located in the illustration of Figure 2 behind the two middle pole plates 6.3 and is therefore shown in phantom in this figure.
  • the ends of the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 are each slightly spaced from the ends of the contact bridge 10, so that the contact bridge 10 can be moved relative to the third and fourth arc guide plate.
  • a base of the switching arc jumps from the contact bridge on the third and fourth arc guide plate when the switching arc is blown out of the contact point.
  • the corners of the contact bridge are preferably rounded to increase the life.
  • the first blowing magnet 2.1 of the first arc blowing device and the first blowing magnet 2.1 of the second arc blowing device are disposed within the loop formed by the third arc guide plate 13 and the contact bridge 10, the second blowing magnet 2.2 of the first arc blowing device and the second blowing magnet 2.2 of the second arc blowing device are arranged inside the loop through the fourth arc guide plate 14 and the contact bridge 10 is formed.
  • the blowing magnets are easily shielded from the arc.
  • a protective sheath of the blowing magnets made of ceramic or the like is not required.
  • the contact bridge 10 is arranged with the two movable contacts 9.1 and 9.2 above the two fixed contacts 7.1 and 7.2.
  • the electromagnetic drive 19 is located below the two contact points.
  • the middle pole plates 6.3 of the first and second arc blowers are encased in an electrically insulating manner.
  • the contact bridge 10 is arranged on a contact carrier 27 made of electrically insulating material. As Figure 3 shows, the contact carrier 27 extends between the first contact point and the second contact point on the clear width of the housing of the switching device. The contact carrier dips on both sides into corresponding grooves of the housing, so that a barrier of the type of a labyrinth seal is formed for the plasma formed by the arc.
  • a bellows 28 is further arranged to avoid a short to ground, which otherwise takes place due to the arc generated by the arc in a flashover of the arc on the yoke plate of the drive of the switching device, if correspondingly high loads are switched.
  • each of the two arc quenching 5.1 and 5.2 are assigned and each consisting of the pole plates 6.1, 6.2 and 6.3, advantageously at least one additional Polplattenan ever can be provided, the third Arc quenching 5.3 is assigned and can also be assigned to areas of the two lateral arc quenching 5.1 and 5.2.
  • the pole plates of this additional pole plate arrangement preferably extend almost over the entire length of the third arc quenching device 5.3.
  • the pole plates 6.1, 6.2 and 6.3 are slightly smaller in this embodiment or end slightly below the third arc quenching device.
  • the blowing magnets of the additional pole plate arrangement can be arranged centrally in the region of the third arc quenching device.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the first contact point of the switch according to the invention shown in FIG. As the illustration shows, is in the immediate vicinity of the contact point Inventor arranged in accordance with provided auxiliary magnet 15, which amplifies the blowing field in the transition region.
  • the auxiliary magnet 15 is located on the side facing away from the movable contact 9.1 underside of the fixed contact 7.1.
  • the magnetic field lines of the magnetic field generated by the auxiliary magnet are identified by the reference numeral 17.
  • only the upper part of the magnetic field actually comes into play, since only this part of the magnetic field influences the switching arc 3.1 which arises at the first contact point 7.1 / 9.1.
  • the auxiliary magnet 15 is arranged to be plane symmetrical with respect to a plane of symmetry 16 of the blowing device defined by the plane of extension of the central pole plate 6.3.
  • the magnetization direction of the auxiliary magnet 15 includes a right angle to the magnetic field lines of the first magnetic field region 4.1 and to the magnetic field lines of the second magnetic field region 4.2.
  • the auxiliary magnet 15 can be firmly connected to the fixed contact 7.1 / 1 1. Possible, for example, a bond or a screw.
  • Figure 8 shows a modification in which the auxiliary magnet 15 is received and held in a simple manner in a recess 21 of the housing 18 of the switching device according to the invention.
  • Figure 9 shows a second embodiment, in which per contact point two auxiliary magnets
  • the two auxiliary magnets are in relation to the plane of symmetry
  • the direction of magnetization of the two auxiliary magnets 15 includes an angle ⁇ to the plane of symmetry 16 which is approximately 20 °.
  • the auxiliary magnets shown in Figures 5 to 9 may be designed as a simple cuboid or cylindrical permanent magnets, preferably as a rare earth magnet.
  • Figure 10 shows a further embodiment in which the auxiliary magnet 15 is a ring segment and is radially magnetized.
  • the transition region of the blowing field in a relatively wide section can be reinforced by a single auxiliary magnet.
  • the auxiliary magnet 15 according to the embodiment in Figure 10, however, is more expensive and therefore more expensive to manufacture than the standard magnets, which are used in the embodiments in Figures 5 to 9.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a switch device with at least one contact point and a permanent magnetic arc blowing device which is paired with the contact point. The arc blowing device has a first lateral pole plate, a second lateral pole plate, a central pole plate arranged therebetween, and at least one first permanent magnet for generating a magnetic blow-out field. The at least one first permanent magnet is arranged and is in contact with at least one of the pole plates either directly or via a magnetic conductor such that a first magnetic field region of the blow-out field is provided between the first lateral pole plate and the central pole plate and such that a second magnetic field region of the blow-out field is provided between the second lateral pole plate and the central pole plate, wherein the magnetic field lines of the first magnetic field region are aligned opposite the magnetic field lines of the second magnetic field region. The blow-out field additionally has a transition region which connects the first magnetic field region and the second magnetic field region together, and the magnetic field lines are aligned identically in each case starting from the first magnetic field region and the second magnetic field region toward the contact point in the transition region such that a switching arc produced within the transition region upon opening the contact point is conducted either into the first magnetic field region or into the second magnetic field region depending on the current direction from the contact point and in both cases is blown away in the same direction from the contact point in said region. According to the invention, the arc blowing device has at least one second permanent magnet (15) as an auxiliary magnet, and the auxiliary magnet is arranged in the direct vicinity of the contact point (7.1) such that at least one section of the magnetic field (17) of the auxiliary magnet (15) amplifies the blow-out field in the transition region.

Description

Schaltgerät mit verbesserter permanentmagnetischer Lichtbogenlöschung  Switching device with improved permanent magnetic arc quenching
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. The present invention relates to a switching device according to the preamble of independent claim 1.
Ein gattungsgemäßes Schaltgerät weist zumindest eine Kontaktstelle und eine der Kontaktstelle zugeordnete permanentmagnetische Lichtbogenblaseinrichtung auf. Die Lichtbogenblaseinrichtung weist eine erste seitliche Polplatte, eine zweite seitliche Polplatte, eine dazwischen angeordnete mittlere Polplatte und zumindest einen ersten Permanentmagnet zur Erzeugung eines magnetischen Blasfelds auf. Der zumindest eine erste Permanentmagnet steht entweder direkt oder über einen magnetischen Leiter mit zumindest einer der Polplatten in Kontakt und ist derart angeordnet, dass zwischen erster seitlicher Polplatte und mittlerer Polplatte ein erster Magnetfeldbereich des Blasfelds, und zwischen zweiter seitlicher Polplatte und mittlerer Polplatte ein zweiter Magnetfeldbereich des Blasfelds besteht, wobei Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereichs entgegengesetzt zu Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs ausgerichtet sind, und wobei das Blasfeld ferner einen Übergangsbereich aufweist, der den ersten Magnetfeldbereich und den zweiten Magnetfeldbereich miteinander verbindet. Die Ausrichtung der Magnetfeldlinien im Übergangsbereich gleicht sich, ausgehend jeweils von dem ersten Magnetfeldbereich und dem zweiten Magnetfeldbereich, zur Kontaktstelle hin an, so dass ein beim Öffnen der Kontaktstelle entstehenden Schaltlichtbogen innerhalb des Übergangsbereichs in Abhängigkeit der Stromrichtung ausgehend von der Kontaktstelle entweder in den ersten Magnetfeldbereich oder in den zweiten Magnetfeldbereich geleitet und dort in beiden Fällen in gleicher Richtung von der Kontaktstelle weggeblasen wird. A generic switching device has at least one contact point and one of the contact point associated with permanent magnetic arc blowing device. The arc blowing device has a first lateral pole plate, a second lateral pole plate, an intermediate pole plate arranged therebetween and at least one first permanent magnet for producing a magnetic blow field. The at least one first permanent magnet is in contact either directly or via a magnetic conductor with at least one of the pole plates and is arranged such that a first magnetic field region of the blow field between the first lateral pole plate and middle pole plate, and a second magnetic field region between second lateral pole plate and middle pole plate wherein the magnetic field lines of the first magnetic field region are aligned opposite to magnetic field lines of the second magnetic field region, and wherein the blowing field further comprises a transition region which connects the first magnetic field region and the second magnetic field region. The alignment of the magnetic field lines in the transition region is the same, starting from the first magnetic field region and the second magnetic field region, towards the contact point, so that a switching arc arising when the contact point is opened within the transition region depending on the current direction starting from the contact point either in the first magnetic field or passed into the second magnetic field region and blown away in both cases in the same direction from the contact point.
Die drei Polplatten sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. In der Regel sind zwei erste Permanentmagneten vorgesehen, wobei die beiden ersten Permanentmagneten entgegengesetzt zueinander gepolt sind. Die beiden ersten Permanentmagneten können entweder jeweils einer der beiden seitlichen Polplatten zugeordnet oder aber auch auf den gegenüberliegenden Seiten der mittleren Polplatte angeordnet sein. Die beiden seitlichen Polplatten sind, beispielsweise über einen magnetischen Leiter bzw. Rückschluss, jeweils mit der mittleren Polplatte verbunden. Die ersten Permanentmagneten können Teil dieser magnetischen Verbindung sein oder auch selbst das Verbindungselement zwischen seitlicher und mittlerer Polplatte bilden. The three pole plates are aligned substantially parallel to each other. As a rule, two first permanent magnets are provided, wherein the two first permanent magnets are polar opposite to each other. The two first permanent magnets can either be assigned to one of the two lateral pole plates or else arranged on the opposite sides of the middle pole plate. The two lateral pole plates are connected to the middle pole plate, for example via a magnetic conductor or conclusion. The first permanent magnets may be part of this magnetic connection or even form the connecting element between the lateral and middle pole plate.
Ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 bietet den Vorteil, dass ein bidirektionaler Betrieb des Schaltgeräts möglich ist, wobei nur eine einzige Lichtbo- genlöscheinrichtung erforderlich ist. Der Schaltlichtbogen wird, nach einer stromrichtungsab- hängigen Umlenkung in den ersten oder zweiten Magnetfeldbereich, unabhängig von der Stromrichtung stets in der gleichen Richtung von der Kontaktstelle weggeblasen, so dass der Schaltlichtbogen unabhängig von der Stromrichtung in ein und derselben Lichtbogenlöscheinrichtung zum Erlöschen gebracht werden kann. Die hierfür erforderliche Lichtbogenlöscheinrichtung kann beliebig ausgeführt sein und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Beispielsweise kann es sich um eine herkömmliche Lichtbogenlöschkammer mit mehreren keramischen Löschelementen oder Löschblechen handeln. Da das Blasfeld rein permanentmagnetisch erzeugt wird, sind keine Blasspulen erforderlich. Die gattungsgemäßen Schaltgeräte sind daher relativ kompakt, leicht und darüber hinaus auch kostengünstig. A switching device according to the preamble of independent claim 1 offers the advantage that a bidirectional operation of the switching device is possible, whereby only a single arc of Genlöscheinrichtung is required. The switching arc is always blown away from the contact point in the same direction, depending on the current direction-dependent deflection into the first or second magnetic field range, so that the switching arc can be extinguished independently of the current direction in one and the same arc quenching device. The required for this purpose arc quenching device can be made arbitrarily and is not the subject of the present application. For example, it can be a conventional arc quenching chamber with a plurality of ceramic quenching elements or quenching plates. Since the blower field is generated purely by permanent magnetic, no puffing coils are required. The generic switching devices are therefore relatively compact, lightweight and also cost-effective.
Ein gattungsgemäßes Schaltgerät ist beispielsweise aus DE 10 2015 000 796 A1 , aus EP 3048626 A1 und aus US 2012145675 A1 bekannt. A generic switching device is known for example from DE 10 2015 000 796 A1, from EP 3048626 A1 and from US 2012145675 A1.
Das Problem bestehender Schaltgeräte der gattungsgemäßen Art ist, dass eine zuverlässige Funktion des Schaltgeräts nur bis zu einer bestimmten Schaltleistung gewährleistet werden kann. Mit steigender Schaltleistung müssen die Schaltgeräte entsprechend größer ausgeführt werden. Dabei wird es zunehmend schwieriger, den Schaltlichtbogen zu kontrollieren und in den jeweils richtigen Magnetfeldbereichs zu lenken. Die Verwendung stärkerer Permanentmagneten zum Aufbau des Blasfelds ist grundsätzlich zwar möglich, verteuert die Herstellung ab einem gewissen Grad jedoch erheblich. The problem of existing switching devices of the generic type is that a reliable function of the switching device can only be guaranteed up to a certain switching capacity. With increasing switching power, the switching devices must be made correspondingly larger. It becomes increasingly difficult to control the switching arc and to steer it into the correct magnetic field range. Although the use of stronger permanent magnets to construct the blower field is basically possible, the production becomes more expensive beyond a certain degree.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Schaltgerät der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass bei entsprechend größerer Ausführung des Schaltgeräts ein zuverlässiges Lichtbogenlaufverhalten gewährleistet werden kann. Eine kostengünstige Herstellung des Schaltgeräts soll weiterhin möglich sein. The present invention has therefore set itself the task of further developing a switching device of the generic type such that with a correspondingly larger design of the switching device, a reliable arc running behavior can be ensured. A cost-effective production of the switching device should continue to be possible.
Die Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einem Schaltgerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn die Lichtbogenblaseinrichtung zumindest einen zweiten Permanentmagnet als Hilfsmagnet aufweist, wobei der Hilfsmagnet derart in unmittelbarer Nähe zur Kontaktstelle angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Magnetfelds des Hilfsmagneten das Blasfeld im Übergangsbereich verstärkt. The invention is solved by the features of independent claim 1. Accordingly, in a switching device according to the preamble of independent claim 1 then an inventive solution to the problem, if the arc blowing device has at least a second permanent magnet as an auxiliary magnet, wherein the auxiliary magnet so in close proximity is arranged to the contact point, that at least a part of the magnetic field of the auxiliary magnet amplifies the blowing field in the transition region.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auf besonders kostengünstige Weise ein zuverlässiges Lichtbogenlaufverhalten bei entsprechend großer Ausführung des Schaltgeräts. Es muss betont werden, dass der Hilfsmagnet eine andere Funktion erfüllt als der oder die ersten Permanentmagneten. Der oder die ersten Permanentmagneten sind zumindest einer der drei Polplatten zugeordnet und stehen daher mit der entsprechenden Polplatte entweder direkt oder über einen entsprechenden magnetischen Rückschluss in magnetischer Verbindung. Dies ist bei dem Hilfsmagnet im Sinne des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung nicht der Fall. Der Hilfsmagnet steht mit keiner der drei Polplatten in direktem Kontakt und ist auch nicht über einen entsprechenden magnetischen Leiter mit den Polplatten verbunden. Die Funktion des Hilfsmagneten ist es, eine Verstärkung des Magnetfelds lediglich im Übergangsbereich des magnetischen Blasfelds zu bewirken. Diese Verstärkung ist auf den Übergangsbereich beschränkt und betrifft nicht den ersten oder zweiten Magnetfeldbereich. The solution according to the invention enables a particularly cost-effective manner a reliable arc running behavior with a correspondingly large version of the switching device. It must be emphasized that the auxiliary magnet fulfills a different function than the one or more permanent magnets. The one or more first permanent magnets are associated with at least one of the three pole plates and are therefore in magnetic connection with the corresponding pole plate either directly or via a corresponding magnetic return path. This is not the case with the auxiliary magnet according to claim 1 of the present invention. The auxiliary magnet is not in direct contact with any of the three pole plates and is not connected to the pole plates via a corresponding magnetic conductor. The function of the auxiliary magnet is to cause amplification of the magnetic field only in the transition region of the magnetic blowing field. This gain is limited to the transition region and does not affect the first or second magnetic field region.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Hilfsmagnet derart angeordnet, dass er in Bezug auf eine Symmetrieebene der Lichtbogenblaseinrichtung, die durch die Erstreckungsebene der mittleren Polplatte definiert ist, ebenensymmetrisch ist. Auf diese Weise wird eine symmetrische Verstärkung des Magnetfelds im Übergangsbereich bewirkt. Da der Hilfsmagnet sozusagen mittig angeordnet ist, insbesondere in Bezug auf Kontaktstelle und Lichtbogenblaseinrichtung, findet die Verstärkung im besonders kritischen Bereich statt, nämlich dort wo der Lichtbogen entsteht. According to a preferred embodiment of the present invention, the auxiliary magnet is arranged to be plane symmetrical with respect to a plane of symmetry of the arc blowing device defined by the plane of extent of the middle pole plate. In this way, a symmetrical amplification of the magnetic field in the transition region is effected. Since the auxiliary magnet is arranged, so to speak, centrally, in particular with respect to contact point and arc blowing device, the amplification takes place in the particularly critical region, namely where the arc arises.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn eine Magnetisierungsrichtung des Hilfsmagneten sowohl zu den Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereichs als auch zu den Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs einen rechten Winkel einschließt. It is particularly advantageous if a magnetization direction of the auxiliary magnet includes a right angle both to the magnetic field lines of the first magnetic field region and to the magnetic field lines of the second magnetic field region.
Im einfachsten Fall ist nur ein einziger Hilfsmagnet vorgesehen. Jedoch können auch mehrere Hilfsmagneten derart angeordnet werden, dass sie jeweils einen Abschnitt des Übergangsbereichs des magnetischen Blasfelds verstärken. In the simplest case, only a single auxiliary magnet is provided. However, a plurality of auxiliary magnets may be arranged so as to reinforce each portion of the transition region of the magnetic blowing field.
Eine kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Schaltgeräts ergibt sich, wenn für den Hilfsmagnet auf Standardkomponenten zurückgegriffen werden kann. Günstige Permanentmagneten haben eine quaderförmige oder zylinderförmige Form, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Hilfsmagnet jedoch auch ein Ringsegment darstellen und radial magnetisiert sein. Bei dieser Ausführungsform ist bei Verwendung eines einzigen Hilfsmagneten eine Verstärkung des magnetischen Blasfeldes in einem relativ großen Abschnitt des Übergangsbereichs möglich. Prinzipiell kann der Hilfsmagnet auch derart ausgestaltet sein, dass er das magnetische Blasfeld im gesamten Übergangsbereich verstärkt. Der Hilfsmagnet wäre in diesem Fall ein Ringsegment, das sich über 180° erstreckt. A cost-effective production of the switching device according to the invention results when it is possible to fall back on standard components for the auxiliary magnet. Favorable permanent magnets have a cuboid or cylindrical shape, but according to a further embodiment of the present invention, the auxiliary magnet can also represent a ring segment and be radially magnetized. In this embodiment, using a single auxiliary magnet, amplification of the magnetic blowing field is possible in a relatively large portion of the transition region. In principle, the auxiliary magnet also be designed such that it amplifies the magnetic blowing field in the entire transition region. The auxiliary magnet in this case would be a ring segment which extends over 180 °.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Hilfsmagneten vorgesehen, wobei die beiden Hilfsmagneten in Bezug auf die Symmetrieebene der Blaseinrichtung, die durch die Erstreckungsebene der mittleren Polplatte definiert ist, symmetrisch zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform kann ein relativ großer Abschnitt des Übergangsbereichs durch Verwendung kostengünstiger Standard-Permanentmagneten verstärkt werden. According to a further particularly preferred embodiment of the present invention, two auxiliary magnets are provided, wherein the two auxiliary magnets are arranged symmetrically with respect to the plane of symmetry of the blowing device, which is defined by the plane of extension of the middle pole plate. In this embodiment, a relatively large portion of the transition region can be reinforced by using inexpensive standard permanent magnets.
Besonders bevorzugt schließt die Magnetisierungsrichtung der beiden Hilfsmagneten zur Symmetrieebene dabei jeweils einen Winkel ein, der größer als 0° und kleiner als 90° ist. Weiter vorzugsweise liegt der Winkel im Bereich zwischen 5° und 45°. Besonders bevorzugt liegt der Winkel im Bereich zwischen 5° und 30°. Particularly preferably, the magnetization direction of the two auxiliary magnets to the plane of symmetry in each case includes an angle which is greater than 0 ° and less than 90 °. Further preferably, the angle is in the range between 5 ° and 45 °. Particularly preferably, the angle is in the range between 5 ° and 30 °.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kontaktstelle einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf, wobei erster und zweiter Kontakt bei Betätigung des Schaltgeräts miteinander in Kontakt bringbar sind, und wobei der Hilfsmagnet auf derjenigen Seite des ersten oder zweiten Kontakts angeordnet ist, die dem jeweils anderen Kontakt abgewandt ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Hilfsmagnet so angeordnet werden, dass ein Teil seines Magnetfelds das Blasfeld im Übergangsbereich verstärkt, wobei der übrige Teil des Magnetfelds des Hilfsmagneten das Blasfeld nicht negativ beeinflusst. Die Kontakte bestehen vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Metall, vorzugsweise aus Kupfer. Sie beeinflussen das Magnetfeld des Hilfsmagneten daher in keiner Weise. According to a further preferred embodiment of the present invention, the contact point has a first contact and a second contact, wherein the first and second contacts are brought into contact with one another upon actuation of the switching device, and wherein the auxiliary magnet is arranged on the side of the first or second contact, which faces away from the other contact. In this embodiment, the auxiliary magnet can be arranged so that a part of its magnetic field amplifies the blowing field in the transition region, wherein the remaining part of the magnetic field of the auxiliary magnet does not adversely affect the blowing field. The contacts are preferably made of a non-magnetic metal, preferably copper. They therefore do not influence the magnetic field of the auxiliary magnet in any way.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Hilfsmagnet auf einfache Weise fest mit dem jeweiligen Kontakt verbunden sein. Beispielsweise kann der Hilfsmagnet mit dem entsprechenden Kontakt verklebt oder auch verschraubt sein. Besonders bevorzugt ist der Hilfsmagnet jedoch in einer entsprechenden Ausnehmung eines Gehäuses des Schaltgeräts gehalten. Das Gehäuse kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. According to another embodiment of the present invention, the auxiliary magnet can be firmly connected to the respective contact in a simple manner. For example, the auxiliary magnet can be glued or screwed to the corresponding contact. However, the auxiliary magnet is particularly preferably held in a corresponding recess of a housing of the switching device. The housing may for example consist of plastic.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Hilfsmagneten um einen Seltenerd-Magnet. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: According to another preferred embodiment of the present invention, the auxiliary magnet is a rare earth magnet. Embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show it:
Figur 1 : eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts, FIG. 1: an oblique view of a switching device according to the invention,
Figur 2: einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie II (geschnittene Seitenansicht), FIG. 2 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line II drawn in FIG. 1 (sectional side view),
Figur 3: einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie III (Längsschnitt), 3 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line III (longitudinal section) shown in FIG. 1, FIG.
Figur 4: einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie IV (geschnittene Draufsicht), FIG. 4 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line IV drawn in FIG. 1 (sectional plan view),
Figur 5: eine Detailansicht der in Figur 2 gezeigten ersten Kontaktstelle des erfindungsgemäßen Schalters mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Hilfsmagneten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 5 shows a detailed view of the first contact point of the switch according to the invention shown in FIG. 2 with the auxiliary magnet provided according to the invention according to a first exemplary embodiment, FIG.
Figur 6: eine Draufsicht auf den Festkontakt der in Figur 5 im Detail gezeigten Kontaktstelle, FIG. 6 shows a plan view of the fixed contact of the contact point shown in detail in FIG. 5,
Figur 7: eine mit der Draufsicht aus Figur 6 korrespondierende Seitenansicht, FIG. 7 shows a side view corresponding to the plan view from FIG. 6,
Figur 8: eine Abwandlung der Figur 7 mit einem in einer Ausnehmung eines Gehäuses des Schaltgeräts gehaltenen Hilfsmagneten, FIG. 8 shows a modification of FIG. 7 with an auxiliary magnet held in a recess of a housing of the switching device,
Figur 9: eine Draufsicht auf den Festkontakt ähnlich wie in Figur 6 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und Figure 9 is a plan view of the fixed contact similar to Figure 6 according to a second embodiment of the present invention, and
Figur 10: eine Draufsicht auf den Festkontakt ähnlich wie in den Figuren 6 und 9 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figure 10: a plan view of the fixed contact similar to Figures 6 and 9 according to a third embodiment of the present invention.
Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Zeichnung Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen. For the following statements applies that the same parts are designated by the same reference numerals. If reference signs are contained in a drawing, which are not discussed in detail in the associated description of the figures, reference is made to preceding or subsequent description of the figures.
Figur 1 zeigt eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1. Bei dem Schaltgerät handelt es sich um ein einpoliges Schaltschütz. Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie I I. Figur III zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie III. Figur IV zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter aus Figur 1 entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie IV. Figure 1 shows an oblique view of a switching device according to the invention 1. The switching device is a single-pole contactor. FIG. 2 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line drawn in FIG FIG. III shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line III drawn in FIG. FIG. 4 shows a section through the switch according to the invention from FIG. 1 along the section line IV drawn in FIG.
Das Schaltschütz 1 weist zwei Festkontakte 7.1 und 7.2 auf, die jeweils mit einem zugehörigen Anschlusskontakt 8.1 , 8.2 elektrisch verbunden sind. Die beiden Festkontakte 7.1 undThe contactor 1 has two fixed contacts 7.1 and 7.2, which are each electrically connected to an associated terminal contact 8.1, 8.2. The two fixed contacts 7.1 and
7.2 können mittels einer Kontaktbrücke 10 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Kontaktbrücke 10 wird durch den Anker eines elektromagnetischen Antriebs 19 betätigt und weist zwei bewegliche Kontakte 9.1 , 9.2 auf. Beim Schließen der Kontakte kommt dabei der erste bewegliche Kontakt 9.1 mit dem ersten Festkontakt 7.1 zur Anlage. Der zweite bewegliche Kontakt 9.2 kontaktiert den zweiten Festkontakt 7.2. Das Chassis 20 des Schaltgeräts, an dem der elektromagnetische Antrieb befestigt ist, ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet. 7.2 can be electrically connected to each other by means of a contact bridge 10. The contact bridge 10 is actuated by the armature of an electromagnetic drive 19 and has two movable contacts 9.1, 9.2. When closing the contacts comes the first movable contact 9.1 with the first fixed contact 7.1 to the plant. The second movable contact 9.2 contacts the second fixed contact 7.2. The chassis 20 of the switching device, to which the electromagnetic drive is fastened, is identified by the reference numeral 20 in the figures.
Beim Öffnen der Kontakte entsteht zwischen dem ersten Festkontakt 7.1 und dem ersten beweglichen Kontakt 9.1 und zwischen dem zweiten Festkontakt 7.2 und dem zweiten beweglichen Kontakt 9.2 jeweils ein Schaltlichtbogen. When opening the contacts is formed between the first fixed contact 7.1 and the first movable contact 9.1 and between the second fixed contact 7.2 and the second movable contact 9.2 each a switching arc.
Um zu verhindern, dass das Schaltgerät aufgrund der Entstehung der Schaltlichtbögen Schaden nimmt, müssen diese aus dem Kontaktbereich herausgeführt und zum Erlöschen gebracht werden. Im Folgenden wird die Paarung aus erstem Festkontakt 7.1 und erstem beweglichen Kontakt 9.1 als erste Kontaktstelle bezeichnet. Die Paarung aus zweitem Kontakt 7.2 und zweitem beweglichen Kontakt 9.2 wird als zweite Kontaktstelle bezeichnet. Das Schaltgerät verfügt für jede der beiden Kontaktstellen über eine Lichtbogenblaseinrichtung, um den Schaltlichtbogen von der Kontaktstelle wegzublasen. Jeder der beiden Lichtbogenblaseinrichtungen ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 bzw. 5.2 zugeordnet. Die beiden Lichtbogenlöscheinrichtungen 5.1 und 5.2 sind an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet. Die erste Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 ist der ersten Kontaktstelle 7.1/9.1 zugeordnet. Die zweite Lichtbogenlöscheinrichtung 5.2 ist der zweiten Kontaktstelle 7.2/9.2 zugeordnet. An der Oberseite des Gehäuses ist ferner eine dritte LichtbogenlöscheinrichtungIn order to prevent the switching device from being damaged due to the formation of switching arcs, these must be led out of the contact area and extinguished. In the following, the pairing of the first fixed contact 7.1 and the first movable contact 9.1 is referred to as the first contact point. The pairing of second contact 7.2 and second movable contact 9.2 is referred to as the second contact point. The switching device has an arc blowing device for each of the two contact points in order to blow off the switching arc from the contact point. Each of the two arc blowing devices is associated with an arc quenching device 5.1 or 5.2. The two arc extinguishing devices 5.1 and 5.2 are arranged on opposite sides of the housing. The first arc quenching device 5.1 is assigned to the first contact point 7.1 / 9.1. The second arc quenching device 5.2 is assigned to the second contact point 7.2 / 9.2. At the top of the housing is also a third arc quenching device
5.3 angeordnet, die sowohl der ersten als auch der zweiten Kontaktstelle zugeordnet ist. Durch die dritte Lichtbogenlöscheinrichtung wird das Löschpotential bei Bedarf erhöht. Teile des Gehäuses, die zwischen den Lichtbogenlöscheinrichtungen liegen, können durch geeignete Kupferplatten 32 vor dem Lichtbogen geschützt werden. Alle drei Lichtbogenlöscheinrichtungen 5.1 , 5.2, und 5.3 weisen jeweils mehrere Löschelemente auf, die abwechselnd aufeinandergestapelt sind. Die Löschelemente bestehen aus Keramik. Sie können alternativ auch als Löschbleche ausgeführt sein. 5.3 arranged, which is assigned to both the first and the second contact point. The third arc quenching device increases the quenching potential as needed. Parts of the housing that lie between the arc extinguishing devices can be protected from the arc by suitable copper plates 32. All three arc extinguishing devices 5.1, 5.2, and 5.3 each have a plurality of extinguishing elements, which alternately stacked on each other. The extinguishing elements are made of ceramic. Alternatively, they can also be designed as quenching plates.
Der Aufbau der Lichtbogenblaseinrichtung wird im Folgenden für die erste Kontaktstelle, bestehend aus dem ersten Festkontakt 7.1 und dem ersten beweglichen Kontakt 9.1 , erläutert. Die Erläuterung kann weitgehend allein anhand Figur 4 nachvollzogen werden. Das Blasfeld, das durch die Lichtbogenblaseinrichtung erzeugt wird, wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät ausschließlich permanentmagnetisch erzeugt. Es werden keine elektrisch betriebenen Blasspulen benötigt. Die beiden in Figur 4 gezeigten Permanentmagneten 2.1 und 2.2 bilden erste Permanentmagneten im Sinne der Ansprüche. Sie sind zwischen der ersten Kontaktstelle und der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 angeordnet, die der ersten Kontaktstellen zugeordnet ist. Der erste Permanentmagnet 2.1 steht dabei in direktem Kontakt mit einer ersten seitlichen Polplatte 6.1 , die an einer Seitenwand des in Figur 1 gezeigten Schaltergehäuses angeordnet ist. Der zweite Permanentmagnet 2.2 steht ebenfalls in direktem Kontakt mit einer zweiten seitlichen Polplatte 6.2, die an der gegenüberliegenden Gehäuseseite angeordnet und in Figur 1 gezeigt ist. Zwischen den beiden seitlichen Polplatten 6.1 und 6.2 befindet sich eine mittlere Polplatte 6.3, die parallel zu den beiden seitlichen Polplatten 6.1 , 6.2 verläuft und in Figur 4 dargestellt ist. Zwischen den beiden Permanentmagneten und der mittleren Polplatte 6.3 ist jeweils ein magnetischer Rückschluss angeordnet. Sowohl der Rückschluss als auch die Permanentmagneten sind zylindrisch ausgebildet. The structure of the arc blowing device is explained below for the first contact point, consisting of the first fixed contact 7.1 and the first movable contact 9.1. The explanation can largely be understood solely on the basis of FIG. The blowing field that is generated by the arc blowing device is generated exclusively permanent magnetic in the switching device according to the invention. No electrically operated blower coils are required. The two permanent magnets 2.1 and 2.2 shown in FIG. 4 form first permanent magnets in the sense of the claims. They are arranged between the first contact point and the arc quenching device 5.1, which is assigned to the first contact points. The first permanent magnet 2.1 is in direct contact with a first lateral pole plate 6.1, which is arranged on a side wall of the switch housing shown in Figure 1. The second permanent magnet 2.2 is also in direct contact with a second lateral pole plate 6.2, which is arranged on the opposite side of the housing and shown in Figure 1. Between the two lateral pole plates 6.1 and 6.2 there is a middle pole plate 6.3, which runs parallel to the two lateral pole plates 6.1, 6.2 and is shown in FIG. Between the two permanent magnets and the middle pole plate 6.3 a magnetic yoke is arranged in each case. Both the conclusion and the permanent magnets are cylindrical.
Die beiden Permanentmagneten 2.1 und 2.2 sind entgegengesetzt gepolt. Der Nordpol befindet sich jeweils außen an der ersten Polplatte 6.1 bzw. an der zweiten Polplatte 6.2. Der gemeinsame Südpol befindet sich an der mittleren Polplatte 6.3. Die entgegengesetzte Polung bewirkt, dass das Magnetfeld, das zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 (rechts) und der mittleren Polplatte 6.3 aufgebaut wird, entgegengesetzt zu dem Magnetfeld ausgerichtet ist, das zwischen der ersten Polplatte 6.1 (links) und der mittleren Polplatte 6.3 aufgebaut wird. Dieser Umstand ist auch anhand der Magnetfeldlinien 23 ersichtlich, die in Figur 4 eingezeichnet sind. The two permanent magnets 2.1 and 2.2 are oppositely poled. The north pole is located in each case on the outside of the first pole plate 6.1 or on the second pole plate 6.2. The common south pole is located at the middle pole plate 6.3. The opposite polarity causes the magnetic field established between the second lateral pole plate 6.2 (right) and the middle pole plate 6.3 to be oriented opposite to the magnetic field established between the first pole plate 6.1 (left) and the center pole plate 6.3 , This circumstance can also be seen from the magnetic field lines 23, which are shown in FIG.
Die Polplatten definieren zwischen sich zwei Kanäle, die beide jeweils ausgehend von der ersten Kontaktstelle in der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 münden. Dabei besteht zwischen der ersten seitlichen Polplatte 6.1 und der mittleren Polplatte 6.3 ein erster Kanal 4.1. Zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 besteht ein zweiter Kanal 4.2. Die beiden Kanäle sind jeweils quer zu ihrer Längserstreckung von einem der beiden entgegengesetzt gepolten Magnetfelder durchsetzt. Die beiden seitlichen Polplatten 6.1 , 6.2 reichen seitlich neben die Kontaktstelle, wobei die mittlere Polplatte 6.3 etwas kürzer ist und vor der Kontaktstelle endet. Dadurch ergibt sich an der Kontaktstelle ein Übergangsbereich des magnetischen Blasfeldes. Etwa in der Mitte des feststehenden Kontakts 7.1 bzw. des beweglichen Kontakts 9.1 verlaufen die Magnetfeldlinien senkrecht zu den Magnetfeldlinien der beiden Magnetfelder in den Kanälen 4.1 und 4.2. Im Übergangsbereich sind die Magnetfeldlinien quasi über einen Winkel von 180° aufgefächert. Die Richtung des Magnetfelds im Kanal 4.1 wird dadurch im Übergangsbereich umgekehrt, bis sie schließlich der Richtung des Magnetfelds im Kanal 4.2 entspricht. The pole plates define between them two channels, both of which open respectively starting from the first contact point in the arc quenching device 5.1. In this case, there is a first channel 4.1 between the first lateral pole plate 6.1 and the middle pole plate 6.3. Between the second lateral pole plate 6.2 and the middle pole plate 6.3 is a second channel 4.2. The two channels are interspersed transversely to their longitudinal extent of one of the two oppositely poled magnetic fields. The two lateral pole plates 6.1, 6.2 extend laterally next to the contact point, wherein the middle pole plate 6.3 is slightly shorter and ends in front of the contact point. This results in a transition region of the magnetic blowing field at the contact point. Approximately in the middle of the fixed contact 7.1 or the movable contact 9.1, the magnetic field lines are perpendicular to the magnetic field lines of the two magnetic fields in the channels 4.1 and 4.2. In the transition region, the magnetic field lines are fanned out virtually over an angle of 180 °. The direction of the magnetic field in the channel 4.1 is thereby reversed in the transition region until it finally corresponds to the direction of the magnetic field in the channel 4.2.
Ist nun der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Pluspol einer Spannungsquelle verbunden, so entsteht beim Öffnen der Kontakte an der ersten Kontaktstelle ein Schaltlichtbogen 3.1 , der durch das magnetische Blasfeld in Figur 4 (in Figur 4 befindet sich der Schaltlichtbogen unterhalb der Zeichenebene) zunächst nach rechts ausgelenkt wird und anschließend in den Kanal 4.2 zwischen der zweiten seitlichen Polplatte 6.2 und der mittleren Polplatte 6.3 eintritt. Die Bewegungsrichtung des Schaltlichtbogens 3.1 ist für diesen Fall mit dem Pfeil 24 verdeutlicht. Ist der erste Anschlusskontakt 8.1 mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden, so wird der Schaltlichtbogen zunächst in entgegengesetzter Richtung nach links ausgelenkt. Er tritt anschießend entlang des durch den Pfeil 25 verdeutlichten Pfads in den linken Kanal 4.1 zwischen der ersten seitlichen Polplatte 6.1 und der mittleren Polplatte 6.3 ein. In beiden Fällen wird der Schaltlichtbogen anschießend durch das magnetische Blasfeld in die Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 getrieben. Die mittlere Polplatte 6.3 ist auch an dem gegenüberliegenden Ende, welches der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 zugewandt ist, etwas kürzer als die beiden seitlichen Polplatten 6.1 , 6.2. Dadurch weist das magnetische Blasfeld auch kurz vor der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 einen Übergangsbereich auf, der den Schaltlichtbogen in die Mitte der Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 leitet. Dadurch kann die Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 kompakt gehalten werden. If now the first connection contact 8.1 is connected to the positive pole of a voltage source, a switching arc 3.1 is produced when the contacts are opened at the first contact point. The arc is shown in FIG. 4 (in FIG. 4 the switching arc below the plane of the drawing) is first to the right is deflected and then enters the channel 4.2 between the second lateral pole plate 6.2 and the middle pole plate 6.3. The direction of movement of the switching arc 3.1 is illustrated for this case by the arrow 24. If the first connection contact 8.1 is connected to the negative pole of the voltage source, then the switching arc is initially deflected in the opposite direction to the left. It then enters the left channel 4.1 between the first lateral pole plate 6.1 and the middle pole plate 6.3 along the path illustrated by the arrow 25. In both cases, the switching arc is subsequently driven through the magnetic blow field into the arc quenching device 5.1. The middle pole plate 6.3 is also at the opposite end, which faces the arc quenching device 5.1, slightly shorter than the two lateral pole plates 6.1, 6.2. As a result, the magnetic blower field also has a transition region, shortly before the arc-quenching device 5.1, which conducts the switching arc to the middle of the arc-quenching device 5.1. As a result, the arc quenching device 5.1 can be kept compact.
An der zweiten Kontaktstelle, die durch den zweiten Festkontakt 7.2 und den zweiten beweglichen Kontakt 9.2 gebildet wird, ist ebenfalls eine Lichtbogenblaseinrichtung vorgesehen, die identisch zu der Lichtbogenblaseinrichtung an der ersten Kontaktstelle aufgebaut ist. Die beiden Schaltlichtbögen 3.1 und 3.2, die an den Kontaktstellen 7.1/9.1 und 7.2/9.2 entstehen, werden in der Darstellung der Figur 4 je nach Stromrichtung zunächst entweder beide nach rechts oder beide nach links abgelenkt, dann in die jeweilige Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 bzw. 5.2, und in weiterer Folge auch in die dritte Lichtbogenlöscheinrichtung 5.3 geblasen. Je nach Stromrichtung werden die Schaltlichtbögen 3.1 und 3.2 somit entweder durch die Kanäle 4.1 oder, so wie es in Figur 2 gezeigt ist, durch die Kanäle 4.2 in die Lichtbogenlöscheinrichtungen getrieben. At the second contact point, which is formed by the second fixed contact 7.2 and the second movable contact 9.2, an arc blowing device is also provided which is constructed identically to the arc blowing device at the first contact point. The two switching arcs 3.1 and 3.2, which are formed at the contact points 7.1 / 9.1 and 7.2 / 9.2 are deflected in the illustration of Figure 4, depending on the current direction, either first to the right or both to the left, then into the respective arc quenching 5.1 or 5.2 , and subsequently blown into the third arc extinguishing device 5.3. Depending on the current direction, the switching arcs 3.1 and 3.2 thus become either through the channels 4.1 or, as shown in Figure 2, driven through the channels 4.2 in the arc quenching.
In Figur 2 ist zu erkennen, dass mehrere sogenannte Lichtbogenleitbleche vorgesehen sind, um den Schaltlichtbogen zum einen zu führen und zum anderen auf dem Weg in die Lichtbogenlöscheinrichtungen zu strecken. Dem ersten Festkontakt 7.1 ist ein erstes Lichtbogenleitblech 1 1 zugeordnet und dem zweiten Festkontakt 7.2 ist ein zweites Lichtbogenleitblech 12 zugeordnet. Das erste Lichtbogenleitblech 1 1 und das zweite Lichtbogenleitblech 12 erstrecken sich zwischen dem jeweiligen Festkontakt 7.1 bzw. 7.2 und der jeweils zugehörigen Lichtbogenlöscheinrichtung 5.1 bzw. 5.2. Sie verbinden jeweils den Festkontakt 7.1 bzw. 7.2 mit dem zugehörigen Anschlusskontakt 8.1 bzw. 8.2. Das erste Lichtbogenleitblech 1 1 und das zweite Lichtbogenleitblech 12 sind unterhalb der jeweiligen mittleren Polplatte 6.3 angeordnet und sie erstrecken sich in der Breite jeweils sowohl über den ersten Kanal 4.1 als auch über den parallelen zweiten Kanal 4.2 der zugehörigen Lichtbogenblaseinrichtung. Ferner sind ein drittes Lichtbogenleitblech 13 und ein viertes Lichtbogenleitblech 14 vorgesehen. Das dritte Lichtbogenleitblech 13 und das vierte Lichtbogenleitblech 14 erstrecken sich jeweils bogenförmig vom ersten beweglichen Kontakt 9.1 zum zweiten beweglichen Kontakt 9.2, sodass das dritte Lichtbogenleitblech 13 und das vierte Lichtbogenleitblech 14 zusammen mit der Kontaktbrücke 10 jeweils eine nahezu geschlossene Schlaufe bilden. Wie Figur 2 zeigt, sind die mittleren Polplatten 6.3 der ersten und zweiten Lichtbogenblaseinrichtung jeweils zwischen drittem Lichtbogenleitblech 13 und viertem Lichtbogenleitblech 14 angeordnet. Das dritte Lichtbogenleitblech 13 befindet sich in der Darstellung der Figur 2 hinter den beiden mittleren Polplatten 6.3 und ist daher in dieser Abbildung gestrichelt dargestellt. It can be seen in FIG. 2 that a plurality of so-called arc guide plates are provided in order to guide the switching arc to one side and, on the other hand, to stretch it on the way into the arc-extinguishing devices. The first fixed contact 7.1 is associated with a first arc guide plate 1 1 and the second fixed contact 7.2 is associated with a second arc guide plate 12. The first arc guide plate 1 1 and the second arc guide plate 12 extend between the respective fixed contact 7.1 or 7.2 and the respective associated arc quenching 5.1 or 5.2. They each connect the fixed contact 7.1 or 7.2 with the associated connection contact 8.1 or 8.2. The first arc guide plate 1 1 and the second arc guide plate 12 are arranged below the respective middle pole plate 6.3 and they extend in width both over the first channel 4.1 and via the parallel second channel 4.2 of the associated arc blowing device. Furthermore, a third arc guide plate 13 and a fourth arc guide plate 14 are provided. The third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 each extend arcuately from the first movable contact 9.1 to the second movable contact 9.2, so that the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 together with the contact bridge 10 each form a nearly closed loop. As FIG. 2 shows, the middle pole plates 6.3 of the first and second arc blowing devices are each arranged between the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14. The third arc guide plate 13 is located in the illustration of Figure 2 behind the two middle pole plates 6.3 and is therefore shown in phantom in this figure.
Die Enden des dritten Lichtbogenleitblechs 13 und des vierten Lichtbogenleitblechs 14 sind jeweils geringfügig von den Enden der Kontaktbrücke 10 beabstandet, so dass die Kontaktbrücke 10 relativ zum dritten und vierten Lichtbogenleitblech bewegt werden kann. Ein Fußpunkt des Schaltlichtbogens springt von der Kontaktbrücke auf das dritte bzw. vierte Lichtbogenleitblech über, wenn der Schaltlichtbogen aus der Kontaktstelle geblasen wird. Die Ecken der Kontaktbrücke sind vorzugsweise abgerundet, um die Lebensdauer zu erhöhen. The ends of the third arc guide plate 13 and the fourth arc guide plate 14 are each slightly spaced from the ends of the contact bridge 10, so that the contact bridge 10 can be moved relative to the third and fourth arc guide plate. A base of the switching arc jumps from the contact bridge on the third and fourth arc guide plate when the switching arc is blown out of the contact point. The corners of the contact bridge are preferably rounded to increase the life.
Der erste Blasmagnet 2.1 der ersten Lichtbogenblaseinrichtung und der erste Blasmagnet 2.1 der zweiten Lichtbogenblaseinrichtung sind innerhalb der Schlaufe angeordnet, die durch das dritte Lichtbogenleitblech 13 und die Kontaktbrücke 10 gebildet wird, wobei der zweite Blasmagnet 2.2 der ersten Lichtbogenblaseinrichtung und der zweite Blasmagnet 2.2 der zweiten Lichtbogenblaseinrichtung innerhalb der Schlaufe angeordnet sind, die durch das vierte Lichtbogenleitblech 14 und die Kontaktbrücke 10 gebildet wird. Dadurch sind die Blasmagneten auf einfache Weise vom Lichtbogen abgeschirmt. Eine Schutzumhüllung der Blasmagneten aus Keramik oder dergleichen ist nicht erforderlich. The first blowing magnet 2.1 of the first arc blowing device and the first blowing magnet 2.1 of the second arc blowing device are disposed within the loop formed by the third arc guide plate 13 and the contact bridge 10, the second blowing magnet 2.2 of the first arc blowing device and the second blowing magnet 2.2 of the second arc blowing device are arranged inside the loop through the fourth arc guide plate 14 and the contact bridge 10 is formed. As a result, the blowing magnets are easily shielded from the arc. A protective sheath of the blowing magnets made of ceramic or the like is not required.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist die Kontaktbrücke 10 mit den beiden beweglichen Kontakten 9.1 und 9.2 oberhalb der beiden Festkontakte 7.1 und 7.2 angeordnet. Der elektromagnetische Antrieb 19 befindet sich unterhalb der beiden Kontaktstellen. Dies hat den Vorteil, dass der obere Teil des Gehäuses zu Wartungszwecken komplett abgenommen werden kann, wodurch freier Zugang zu den Kontakten ermöglicht wird. Die Verriegelung des oberen Gehäuseteils erfolgt mittels des in Figur 1 gezeigten Riegels 26. As is apparent from Figure 2, the contact bridge 10 is arranged with the two movable contacts 9.1 and 9.2 above the two fixed contacts 7.1 and 7.2. The electromagnetic drive 19 is located below the two contact points. This has the advantage that the upper part of the housing can be completely removed for maintenance purposes, allowing free access to the contacts. The locking of the upper housing part takes place by means of the bolt 26 shown in FIG.
Die mittleren Polplatten 6.3 der ersten und zweiten Lichtbogenblaseinrichtung sind elektrisch isolierend ummantelt. Die Kontaktbrücke 10 ist auf einem Kontaktträger 27 aus elektrisch isolierendem Material angeordnet. Wie Figur 3 zeigt, erstreckt sich der Kontaktträger 27 zwischen der ersten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle über die lichte Breite des Gehäuses des Schaltgeräts. Der Kontaktträger taucht beidseitig in entsprechende Nuten des Gehäuses ein, so dass für das Plasma, das durch den Lichtbogen gebildet wird, eine Barriere nach Art einer Labyrinthdichtung gebildet wird. Unterhalb des Kontaktträgers 27 ist ferner ein Faltenbalg 28 angeordnet, um einen Masseschluss zu vermeiden, der ansonsten aufgrund des durch den Lichtbogen erzeugten Plasmas bei einem Überschlag des Lichtbogens auf die Jochplatte des Antriebs des Schaltgeräts stattfindet, falls entsprechend hohe Lasten geschaltet werden. The middle pole plates 6.3 of the first and second arc blowers are encased in an electrically insulating manner. The contact bridge 10 is arranged on a contact carrier 27 made of electrically insulating material. As Figure 3 shows, the contact carrier 27 extends between the first contact point and the second contact point on the clear width of the housing of the switching device. The contact carrier dips on both sides into corresponding grooves of the housing, so that a barrier of the type of a labyrinth seal is formed for the plasma formed by the arc. Below the contact carrier 27, a bellows 28 is further arranged to avoid a short to ground, which otherwise takes place due to the arc generated by the arc in a flashover of the arc on the yoke plate of the drive of the switching device, if correspondingly high loads are switched.
An dieser Stelle soll angemerkt werden, dass zusätzlich zu den beiden gezeigten Polplattenanordnungen, die jeweils einer der beiden Lichtbogenlöscheinrichtungen 5.1 und 5.2 zugeordnet sind und jeweils aus den Polplatten 6.1 , 6.2 und 6.3 bestehen, vorteilhafterweise zumindest eine zusätzliche Polplattenanordnung vorgesehen sein kann, die der dritten Lichtbogenlöscheinrichtung 5.3 zugeordnet ist und zusätzlich auch Bereichen der beiden seitlichen Lichtbogenlöscheinrichtungen 5.1 und 5.2 zugeordnet sein kann. Die Polplatten dieser zusätzlichen Polplattenanordnung erstrecken sich vorzugsweise nahezu über die gesamte Länge der dritten Lichtbogenlöscheinrichtung 5.3. Die Polplatten 6.1 , 6.2 und 6.3 sind bei dieser Ausführung etwas kleiner bzw. enden etwas unterhalb der dritten Lichtbogenlöscheinrichtung. Die Blasmagneten der zusätzlichen Polplattenanordnung können zentral im Bereich der dritten Lichtbogenlöscheinrichtung angeordnet sein. At this point it should be noted that in addition to the two shown Polplattenanordnungen, each of the two arc quenching 5.1 and 5.2 are assigned and each consisting of the pole plates 6.1, 6.2 and 6.3, advantageously at least one additional Polplattenanordnung can be provided, the third Arc quenching 5.3 is assigned and can also be assigned to areas of the two lateral arc quenching 5.1 and 5.2. The pole plates of this additional pole plate arrangement preferably extend almost over the entire length of the third arc quenching device 5.3. The pole plates 6.1, 6.2 and 6.3 are slightly smaller in this embodiment or end slightly below the third arc quenching device. The blowing magnets of the additional pole plate arrangement can be arranged centrally in the region of the third arc quenching device.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht der in Figur 2 gezeigten ersten Kontaktstelle des erfindungsgemäßen Schalters. Wie die Darstellung zeigt, ist in unmittelbarer Nähe der Kontaktstelle ein Erfinder gemäß vorgesehener Hilfsmagnet 15 angeordnet, der das Blasfeld im Übergangsbereich verstärkt. Der Hilfsmagnet 15 befindet sich auf der dem beweglichen Kontakt 9.1 abgewandten Unterseite des Festkontakts 7.1. Die Magnetfeldlinien des durch den Hilfsmagneten generierten Magnetfelds sind mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Wie sich aus der Darstellung in Figur 5 und insbesondere aus der Darstellung in Figur 7 ergibt, kommt nur der obere Teil des Magnetfelds tatsächlich zum Tragen, denn nur dieser Teil des Magnetfelds beeinflusst den Schaltlichtbogen 3.1 , der an der ersten Kontaktstelle 7.1/9.1 entsteht. FIG. 5 shows a detailed view of the first contact point of the switch according to the invention shown in FIG. As the illustration shows, is in the immediate vicinity of the contact point Inventor arranged in accordance with provided auxiliary magnet 15, which amplifies the blowing field in the transition region. The auxiliary magnet 15 is located on the side facing away from the movable contact 9.1 underside of the fixed contact 7.1. The magnetic field lines of the magnetic field generated by the auxiliary magnet are identified by the reference numeral 17. As can be seen from the illustration in FIG. 5 and in particular from the illustration in FIG. 7, only the upper part of the magnetic field actually comes into play, since only this part of the magnetic field influences the switching arc 3.1 which arises at the first contact point 7.1 / 9.1.
Wie Figur 6 zeigt, ist der Hilfsmagnet 15 derart angeordnet, dass er in Bezug auf eine Symmetrieebene 16 der Blaseinrichtung, die durch die Erstreckungsebene der mittleren Polplatte 6.3 definiert ist, ebenensymmetrisch ist. Die Magnetisierungsrichtung des Hilfsmagneten 15 schließt zu den Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereichs 4.1 und zu den Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs 4.2 einen rechten Winkel ein. As shown in FIG. 6, the auxiliary magnet 15 is arranged to be plane symmetrical with respect to a plane of symmetry 16 of the blowing device defined by the plane of extension of the central pole plate 6.3. The magnetization direction of the auxiliary magnet 15 includes a right angle to the magnetic field lines of the first magnetic field region 4.1 and to the magnetic field lines of the second magnetic field region 4.2.
Der Hilfsmagnet 15 kann fest mit dem Festkontakt 7.1/1 1 verbunden sein. Möglich sind beispielsweise eine Verklebung oder auch eine Verschraubung. Figur 8 zeigt eine Abwandlung, bei der der Hilfsmagnet 15 auf einfache Weise in einer Ausnehmung 21 des Gehäuses 18 des erfindungsgemäßen Schaltgeräts aufgenommen und gehalten wird. The auxiliary magnet 15 can be firmly connected to the fixed contact 7.1 / 1 1. Possible, for example, a bond or a screw. Figure 8 shows a modification in which the auxiliary magnet 15 is received and held in a simple manner in a recess 21 of the housing 18 of the switching device according to the invention.
Figur 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem pro Kontaktstelle zwei HilfsmagnetenFigure 9 shows a second embodiment, in which per contact point two auxiliary magnets
15 zum Einsatz kommen. Die beiden Hilfsmagneten sind in Bezug auf die Symmetrieebene15 are used. The two auxiliary magnets are in relation to the plane of symmetry
16 der Blaseinrichtung symmetrisch zueinander angeordnet. Die Magnetisierungsrichtung der beiden Hilfsmagneten 15 schließt zur Symmetrieebene 16 einen Winkel α ein, der ungefähr 20° beträgt. 16 of the blowing device arranged symmetrically to each other. The direction of magnetization of the two auxiliary magnets 15 includes an angle α to the plane of symmetry 16 which is approximately 20 °.
Die in den Figuren 5 bis 9 gezeigten Hilfsmagneten können als einfache quaderförmige oder zylinderförmige Permanentmagneten, vorzugsweise als Seltenerd-Magneten, ausgeführt sein. Figur 10 hingegen zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Hilfsmagnet 15 ein Ringsegment darstellt und radial magnetisiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Übergangsbereich des Blasfelds in einem relativ breiten Abschnitt durch einen einzelnen Hilfsmagneten verstärkt werden. Der Hilfsmagnet 15 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 10 ist jedoch aufwendiger und dadurch teurer in der Herstellung als die Standardmagneten, die bei den Ausführungsbeispielen in den Figuren 5 bis 9 zum Einsatz kommen. The auxiliary magnets shown in Figures 5 to 9 may be designed as a simple cuboid or cylindrical permanent magnets, preferably as a rare earth magnet. Figure 10, however, shows a further embodiment in which the auxiliary magnet 15 is a ring segment and is radially magnetized. In this embodiment, the transition region of the blowing field in a relatively wide section can be reinforced by a single auxiliary magnet. The auxiliary magnet 15 according to the embodiment in Figure 10, however, is more expensive and therefore more expensive to manufacture than the standard magnets, which are used in the embodiments in Figures 5 to 9.

Claims

Ansprüche claims
1 . Schaltgerät (1 ) mit zumindest einer Kontaktstelle und einer der Kontaktstelle zugeordneten permanentmagnetischen Lichtbogenblaseinrichtung, wobei die Lichtbogenblaseinrichtung eine erste seitliche Polplatte (6.1 ), eine zweite seitliche Polplatte (6.2), eine dazwischen angeordnete mittlere Polplatte (6.3) und zumindest einen ersten Permanentmagnet (2.1 , 2.2) zur Erzeugung eines magnetischen Blasfelds aufweist, wobei der zumindest eine erste Permanentmagnet (2.1 , 2.2) entweder direkt oder über einen magnetischen Leiter mit zumindest einer der Polplatten (6.1 , 6.2, 6.3) in Kontakt steht und derart angeordnet ist, dass zwischen erster seitlicher Polplatte (6.1 ) und mittlerer Polplatte (6.3) ein erster Magnetfeldbereich des Blasfelds, und zwischen zweiter seitlicher Polplatte (6.2) und mittlerer Polplatte (6.3) ein zweiter Magnetfeldbereich des Blasfelds besteht, wobei Magnetfeldlinien (23) des ersten Magnetfeldbereichs entgegengesetzt zu Magnetfeldlinien (23) des zweiten Magnetfeldbereichs ausgerichtet sind, und wobei das Blasfeld ferner einen Übergangsbereich aufweist, der den ersten Magnetfeldbereich und den zweiten Magnetfeldbereich miteinander verbindet, wobei sich die Ausrichtung der Magnetfeldlinien (23) im Übergangsbereich, ausgehend jeweils von dem ersten Magnetfeldbereich und dem zweiten Magnetfeldbereich, zur Kontaktstelle hin angleicht, so dass ein beim Öffnen der Kontaktstelle entstehender Schaltlichtbogen (3.1 , 3.2) innerhalb des Übergangsbereichs in Abhängigkeit der Stromrichtung ausgehend von der Kontaktstelle entweder in den ersten Magnetfeldbereich oder in den zweiten Magnetfeldbereich geleitet und dort in beiden Fällen in gleicher Richtung von der Kontaktstelle weggeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenblaseinrichtung zumindest einen zweiten Permanentmagnet als Hilfsmagnet (15) aufweist, wobei der Hilfsmagnet (15) derart in unmittelbarer Nähe zur Kontaktstelle angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Magnetfelds des Hilfsmagneten (15) das Blasfeld im Übergangsbereich verstärkt. 1 . Switching device (1) with at least one contact point and a contact point assigned to the permanent magnetic arc blowing device, wherein the arc blowing device, a first lateral pole plate (6.1), a second lateral pole plate (6.2), an interposed middle pole plate (6.3) and at least one first permanent magnet (2.1 , 2.2) for generating a magnetic blowing field, wherein the at least one first permanent magnet (2.1, 2.2) either directly or via a magnetic conductor with at least one of the pole plates (6.1, 6.2, 6.3) is in contact and is arranged such that between first lateral pole plate (6.1) and middle pole plate (6.3) has a first magnetic field region of the blowing field, and between second lateral pole plate (6.2) and middle pole plate (6.3) there is a second magnetic field region of the blowing field, magnetic field lines (23) of the first magnetic field region opposite to magnetic field lines (23) of the second magnetic field and wherein the blowing field further comprises a transition region interconnecting the first magnetic field region and the second magnetic field region, the alignment of the magnetic field lines (23) in the transition region starting from each of the first magnetic field region and the second magnetic field region toward the contact pad such that a switching arc (3.1, 3.2) arising on opening of the contact point is conducted within the transition region as a function of the current direction starting from the contact point either into the first magnetic field region or into the second magnetic field region and blown away from the contact point in both directions in the same direction is characterized in that the arc blowing device has at least one second permanent magnet as an auxiliary magnet (15), wherein the auxiliary magnet (15) is arranged in close proximity to the contact point, that at least a portion of the magnetic field de s auxiliary magnet (15) amplifies the blowing field in the transition area.
2. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmagnet (15) derart angeordnet ist, dass er in Bezug auf eine Symmetrieebene (16) der Lichtbogenblaseinrichtung, die durch die Erstreckungsebene der mittleren Polplatte (6.3) definiert ist, ebenensymmetrisch ist. 2. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the auxiliary magnet (15) is arranged such that it is symmetrical with respect to a plane of symmetry (16) of the arc blowing device, which is defined by the plane of extension of the middle pole plate (6.3) is.
3. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetisierungsrichtung des Hilfsmagneten (15) sowohl zu den Magnetfeldlinien des ersten Magnetfeldbereichs als auch zu den Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfeldbereichs einen rechten Winkel einschließt. 3. Switching device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a magnetization direction of the auxiliary magnet (15) encloses a right angle both to the magnetic field lines of the first magnetic field region and to the magnetic field lines of the second magnetic field.
4. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmagnet (15) ein Ringsegment darstellt und radial magnetisiert ist. 4. Switching device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary magnet (15) is a ring segment and is radially magnetized.
5. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hilfsmagneten (15) vorgesehen sind, wobei die beiden Hilfsmagneten (15) in Bezug auf eine Symmetrieebene (16) der Lichtbogenblaseinrichtung, die durch die Erstreckungsebene der mittleren Polplatte (6.3) definiert ist, symmetrisch zueinander angeordnet sind. 5. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that two auxiliary magnets (15) are provided, wherein the two auxiliary magnets (15) with respect to a plane of symmetry (16) of the arc blowing device, by the plane of extension of the middle pole plate (6.3) is defined, are arranged symmetrically to each other.
6. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungrichtung der beiden Hilfsmagneten (15) zur Symmetriebene (16) jeweils einen Winkel α einschließt, der größer als 0° und kleiner als 90° ist. 6. Switching device (1) according to claim 5, characterized in that the direction of magnetization of the two auxiliary magnets (15) to the symmetry plane (16) each includes an angle α, which is greater than 0 ° and smaller than 90 °.
7. Schaltgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle einen ersten Kontakt (7.1 , 7.2) und einen zweiten Kontakt (9.1 , 9.2) aufweist, wobei erster und zweiter Kontakt bei Betätigung des Schaltgeräts miteinander in Kontakt bringbar sind, und wobei der Hilfsmagnet (15) auf derjenigen Seite des ersten oder zweiten Kontakts angeordnet ist, die dem jeweils anderen Kontakt abgewandt ist. 7. Switching device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact point has a first contact (7.1, 7.2) and a second contact (9.1, 9.2), wherein the first and second contact upon actuation of the switching device with each other in Contact can be brought, and wherein the auxiliary magnet (15) is arranged on that side of the first or second contact, which faces away from the other contact.
8. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmagnet (15) fest mit dem jeweiligen Kontakt (7.1 , 7.2, 9.1 , 9.2) verbunden ist. 8. Switching device (1) according to claim 7, characterized in that the auxiliary magnet (15) is fixedly connected to the respective contact (7.1, 7.2, 9.1, 9.2).
9. Schaltgerät (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmagnet (15) in einer Ausnehmung (21 ) eines Gehäuses (18) des Schaltgeräts (1 ) gehalten ist. 9. Switching device (1) according to claim 7, characterized in that the auxiliary magnet (15) in a recess (21) of a housing (18) of the switching device (1) is held.
10. Schaltgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmagnet (15) ein Seltenerd-Magnet ist. 10. Switching device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the auxiliary magnet (15) is a rare earth magnet.
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