WO2017032508A1 - Kontaktvorrichtung für einen elektrischen schalter und elektrischer schalter - Google Patents

Kontaktvorrichtung für einen elektrischen schalter und elektrischer schalter Download PDF

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WO2017032508A1
WO2017032508A1 PCT/EP2016/067031 EP2016067031W WO2017032508A1 WO 2017032508 A1 WO2017032508 A1 WO 2017032508A1 EP 2016067031 W EP2016067031 W EP 2016067031W WO 2017032508 A1 WO2017032508 A1 WO 2017032508A1
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contact
connection element
angle
region
magnet
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PCT/EP2016/067031
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Robert Hoffmann
Thomas Westebbe
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Epcos Ag
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    • H01H33/18—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H33/182—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
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    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a contact device for an electrical switch. Furthermore, the invention relates to an electrical switch having the contact device. Relays and in particular contactors are mainly used for scarf ⁇ th high and highest electrical loads. Such switches preferably have contact chambers to which high demands are made with regard to possible operating temperatures, permissible internal pressures, electrical insulation capability and arc resistance. Switching arcs occur in a relay when the current is interrupted. These must be interrupted in order to safely interrupt the flow of current and to counteract destruction of the component.
  • Blowing magnets are often used to extinguish the arcs.
  • a blow magnet is a permanent magnet or electromagnet ⁇ magnet, which is used to deflect the switching arc between the contacts of the relay by the arc bride- de Lorentz force and to extend therethrough and to bring so ⁇ with fast extinguished.
  • the object on which the invention is based is to provide a contact device for an electrical switch and an electrical switch, which enable a more reliable operation of the electrical switch and / or have a lower probability of failure, since in particular re a likelihood of at least partial destruc ⁇ tion is reduced.
  • the invention is characterized according to a first aspect by a contact device for an electrical switch ter.
  • the contact device comprises a first Ranele ⁇ element, a second terminal and a movable con tact ⁇ bridge.
  • the contact device comprises at least two magnets for extinguishing arcs that arise when switching the electrical switch.
  • the magnets generate a magnetic field in a first region, comprising at least a first contact area and a second contact region, in which in a closed switching position of the electric switch, the first connecting element relationship ⁇ as the second connection element into contact with the contact bridge are.
  • the contact device comprises one or more deflection elements, which are arranged and configured to distort the magnetic field in such a way that a first arc, which forms between the first connection element and the contact bridge, and a second arc which extends between the second connection element and the Contact ⁇ bridges forms, regardless of a respective current direction in the connecting elements in different, mutually repeating extending directions are crowded.
  • This has the advantage that a connection of the two light ⁇ bows, in particular in a gas space of the contact device, can be prevented regardless of the direction in which the current flows in the contact device. A direct arc of light short circuit in the electrical switch can be prevented.
  • the contact device can advantageously be used for electrical switches which are used in connection with charging and discharging of an electrical energy store, since different current directions occur here.
  • the contact bridge can assume a first position in which the contact bridge conductively connects the first connection element and the second connection element. Further, the contact bridge can assume a second position in which the first on closing element and the second connecting element are insulated.
  • the first aspect includes a first direction vector sented the direction repre-, in which the first arc is urged, with ei ⁇ ner connection axis that a center of the firstmaschinebe ⁇ Reich with a center of the second contact region verbin ⁇ det, an angle within the range greater than 90 ° to less ⁇ ner 270 °.
  • a second directional vector representing the direction in which the second arc is forced includes an angle within the range of less than 90 ° to greater than -90 ° with the connection axis.
  • the first directional vector has a directional component along the connection axis facing away from the second contact region.
  • the second direction vector has a directional portion ent ⁇ long the connection axis , which points away from the firstmaschinebe ⁇ rich. This ensures that there is no connection between the two arcs.
  • the at least one deflection element is partially arranged around a region in which the first connection element and the second connection elements and the contact bridge are arranged.
  • the contact device comprises at least two deflection elements ⁇ , which are arranged around the area in part.
  • At least one of the magnets is arranged on a first side of the region in which the first connection element and the second connection element and the contact bridge are arranged. Further, at least one of the magnets is disposed on a second side of the area opposite to the first side.
  • the contact device comprises a first diverting element, which comprises a first angle to a first angular portion and a second Winkelab cut ⁇ , wherein the first angle portion at least partially extending along a first face of the range and the second angle portion at least partially along the first side of the region runs , Furthermore, the contact device ⁇ a second deflector on which includes a second angle, which has a first angular portion and a second angled portion, wherein the first angle section at least partly along a first to the
  • Front side opposite the second end face of the region extends and the second angle section extends partially along the second sides of the region.
  • the angles effect advantageousously, that the magnetic field is distorted independently of a respective current direction in the first and second connection element in such a way that the first arc, which forms between the first connection element and the contact bridge, and the second arc, which extends between the second connection element and the contact bridge is formed to be urged in different, mutually repellent extending directions.
  • the first and the second angle enable a cost-effective production of the contact device.
  • the at least one deflecting element comprises magnetically conductive material or consists of magnetically conductive material.
  • the first and the second deflection magnetically conductive material or best ⁇ hen of magnetically conductive material are magnetically conductive material.
  • the magnetically conductive material makes it possible to achieve a desired deflection of the magnetic field lines.
  • the second angle portion of the first angle and / or the second angle is formed and angeord ⁇ net, that it at least partially covers the at least one magnet of the first side or the second side ⁇ .
  • the second angle section of the first angle and / or of the second angle is designed and arranged such that it completely covers the at least one magnet of the first side or the second side. This advantageously allows a sufficient deflection of the magnetic field lines with a low cost of materials.
  • the at least one magnet of the first side and the at least one magnet of the second side are attached so ⁇ arranged that the same pole sides of the magnets facing it.
  • the contact device has a first magnet, which is arranged on the first side. Furthermore, the contact device has a second magnet, which is arranged on the second side.
  • the first magnet and the second magnet each covering a second Be ⁇ rich, extending from the first contact region of the first connecting element to the second contact region of the second connection element.
  • the first magnet and the second magnet are arranged and formed such that they cover at least in each case the first contact region and the second contact region. This makes it possible to generate a suitable magnetic field.
  • the magnets may also be smaller and each disposed between the contact areas.
  • the invention is characterized by an electrical switch which has the contact device according to the first aspect and a drive unit.
  • the drive unit is adapted to the contact bridge of the contact device between a first position, in which the contact bridge, the first connection element and the second Connecting element conductively connects, and a second Stel ⁇ ment in which the first connection element and the second An ⁇ closing element are isolated to move back and forth.
  • the electrical switch can be a relay.
  • the drive unit includes a magnetic drive and the contact bridge assumes the second position when the solenoid drive ⁇ is energized.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an electrical switch ⁇ ters, comprising a contact device
  • Figure 2 is a perspective view of an exemplary
  • Figure 3 is a plan view of the contact device with a first magnetic field profile
  • FIG. 4 shows the plan view of the contact device with a second magnetic field profile.
  • Figure 1 shows an embodiment of an electrical switch.
  • the electrical switch is designed, for example, as a relay 10.
  • the relay 10 includes a drive unit 20 and a con ⁇ tact device 30.
  • the drive unit 20 includes, for example ⁇ a magnetic drive with at least one coil 24 and a plunger 26, which is in the at least one coil 24 angeord ⁇ net.
  • the coil 24 can be alsschlagt loading from the outside with a voltage to conceive a magnetic field in the plunger 26 ⁇ to it, whereby the plunger 26 along its longitudinal axis in the direction of the contact device is movable axially 30th
  • the coil 24 and the plunger 26 are preferably arranged within a magnetizable yoke 28.
  • the contact device 30 includes a first terminal 31, second terminal 32 and a movable Kon ⁇ clock bridge 33.
  • the driving unit 20, in particular the plunger 26, the contact bridge is integrally ⁇ arranged and formed, depending on a current supply to the coil 24, 33 of the contact device 30 between a first position in which the contact bridge 33 conductively connects the first terminal member 31 and the second terminal member 32, and a second position in which the first terminal member 31 and the second terminal member 32 are isolated, to switch.
  • the contact device 30 comprises at least two magnets, for example a first magnet 35 and a second one
  • Magnets 36 for extinguishing arcs, which arise when switching the electrical switch, wherein the magnets 35, 36 generate a magnetic field in a first region, the comprises at least a first contact region and a second contact region, in which the first Anschlußele ⁇ ment 31 and the second connection element 32 are in contact with the contact bridge 33 at a closed switching position of the electrical switch.
  • the contact device 30 comprises at least one deflection element, which is arranged and configured to distort the magnetic field ⁇ such that a first arc, which forms between the first connection element 31 and the contact ⁇ bridge 33, and a second arc, the itself formed between the second terminal member 32 and the Maisbrü ⁇ bridge 33, regardless of a respective current direction in the connection elements 31 are urged in various vonei- Nander repellent extending directions 32nd
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first exemplary embodiment of the contact device 30.
  • the contact device 30 has, for example, a frame that delimits a space in which the first connection element 31 and the second connection element 32 and the con ⁇ tact bridge 33 at least partially are arranged.
  • the frame may be part of a housing or a contact chamber, for example a ceramic chamber.
  • the frame facilitates a stable arrangement of the magnets 35, 36 and the Ablenkele ⁇ elements and is therefore optional for the contact device 30.
  • For the function of the arc extinguishing is a respective arrangement of the magnets 35, 36 and the deflector with respect to the connection elements 31, 32nd and the contact bridge 33 authoritative.
  • the frame includes, for example, at least one deflection ⁇ element of the contact device 30.
  • the contact device 30 includes a first deflector and a two ⁇ tes deflector, which are part of the frame.
  • the first and second deflecting elements preferably have a magnetically conductive material or
  • the frame has, for example, a first side wall 37 and a second side wall 38 opposite the first side wall 37.
  • the first and second side walls 37, 38 are preferably formed magnetically non-conductive.
  • the first magnet 35 is arranged on the first side wall 37.
  • the first side wall 37 has a recess in which the first magnet 35 is arranged.
  • the second magnet 36 is arranged, for example, on the second side wall 38.
  • the second side wall 38 has a recess in which the second magnet 36 is angeord ⁇ net.
  • the first magnet 35 and the second magnet 36 are respectively arranged on the first side wall 37 and on the second side wall 38, that gleichpolige sides of the magnets 35, 36 are facing each other.
  • the first magnet 35 and the second magnet 36 are disposed directly opposite one another on an inner side of the frame.
  • the first deflection element comprises, for example, a first angle 39 with a first and second angle section 41, 42.
  • the first angle section 41 runs along a first angle section 41.
  • th end face of the frame and the second angle section 42 is at least partially along the first side wall 37 ordered ⁇ .
  • the second deflection element comprises, for example, a second angle 40 with a first angle section 43 and a two ⁇ th angle section 44, wherein the first angle section 43 extends along a second end face of the frame opposite the first end side and the second angle kelab Songs 44 partially along the second Sidewall 38 is arranged.
  • the second angle sections 42, 44 of the first angle 39 and of the second angle 40 are arranged, for example, in each case on an outer side of the first side wall 37 or of the two ⁇ th side wall 38.
  • FIG. 3 shows a plan view of the contact device 30.
  • a first magnetic field profile is shown.
  • a current through the first connection element 31 and second connection element 32 has a first current direction.
  • a first and second direction vector FL1, FL2 is shown.
  • the first direction vector FL1 exemplifies the direction in which the first arc is forced.
  • the second directional vector FL2 exemplifies the direction in which the second arc is forced.
  • the two direction vectors FL1, FL2 point away from each other.
  • the direction vectors FL1, FL2 each represent force vectors of the Lorentz force acting on the ionized air, that is to say the arcs, at the corresponding location.
  • the first direction vector FL1 comprises a directional component along a connection axis which is one centroid rum of the first contact region connects to a center of the second contact region facing away from the second contact region.
  • the second direction vector FL2 has a directional component along the connection axis facing away from the first contact region.
  • FIG. 4 shows a plan view of the contact device 30.
  • a second magnetic field profile is shown.
  • a current through the first terminal 31 and second terminal 32 has a direction opposite to the first current direction, two ⁇ te current direction.
  • the first arc and second light ⁇ arches are pushed in directions other than in the case shown in Figure 3.
  • the first directional vector FL1 comprises a directional component along the connection axis, which points away from the second contact region
  • the second directional vector FL2 has a directional component along the connection axis, which points away from the first contact region.

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Abstract

Die Kontaktvorrichtung (30) für den elektrischen Schalter umfasst ein erstes Anschlusselement(31),ein zweites Anschlusselement (32) und eine bewegliche Kontaktbrücke (33). Ferner umfasst die Kontaktvorrichtung (30) zumindest zwei Magnete zur Löschung von Lichtbögen, die beim Schalten des elektrischen Schalters entstehen. Die Magnete erzeugen ein Magnetfeld in einem ersten Bereich, der zumindest einen ersten Kontaktbereich und einenzweiten Kontaktbereich umfasst, in denen bei einer geschlossenen Schaltstellung des elektrischen Schalters das erste Anschlusselement (31) beziehungsweise das zweite Anschlusselement (32) in Kontakt mit der Kontaktbrücke (33)sind. Des Weiteren umfasst die Kontaktvorrichtung (30) eine oder mehrere Ablenkelemente, die angeordnet und ausgebildet sind, das Magnetfeld derart zu verzerren, dass ein erster Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Anschlusselement (31) und der Kontaktbrücke (33)ausbildet, und ein zweiter Lichtbogen,der sich zwischen dem zweiten Anschlusselement (32) und der Kontaktbrücke (33)ausbildet, unabhängig von einer jeweiligen Stromrichtung in den Anschlusselementen (31, 32) in verschiedene, voneinander abweisend verlaufende Richtungen gedrängt werden.

Description

Beschreibung
Kontaktvorrichtung für einen elektrischen Schalter und elektrischer Schalter
Die Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung für einen elektrischen Schalter. Ferner betrifft die Erfindung einen elektrischen Schalter, der die Kontaktvorrichtung aufweist. Relais und insbesondere Schütze werden überwiegend zum Schal¬ ten hoher und höchster elektrischer Lasten eingesetzt. Solche Schalter weisen bevorzugt Kontaktkammern auf, an die hohe Anforderungen in Bezug auf mögliche Betriebstemperaturen, erlaubte Innendrücke, das elektrische Isolationsvermögen und die Lichtbogenbeständigkeit gestellt werden. In einem Relais treten beim Unterbrechen des Stromes Schaltlichtbögen auf. Diese müssen unterbrochen werden, um den Stromfluss sicher zu unterbrechen und einer Zerstörung des Bauteils entgegen zu wirken .
Zum Löschen der Lichtbögen werden häufig Blasmagnete eingesetzt. Ein Blasmagnet ist ein Permanentmagnet oder Elektro¬ magnet, der dazu genutzt wird, den Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten des Relais durch die auf den Lichtbogen wirken- de Lorentzkraft abzulenken und dadurch zu verlängern und so¬ mit schneller zum Verlöschen zu bringen.
Die Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ist es, eine Kontaktvorrichtung für einen elektrischen Schalter und einen elektrischen Schalter zu schaffen, die einen zuverlässigeren Betrieb des elektrischen Schalters ermöglichen und/oder eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen, da insbesonde- re eine Wahrscheinlichkeit einer zumindest teilweisen Zerstö¬ rung reduziert ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch eine Kontaktvorrichtung für einen elektrischen Schal- ter. Die Kontaktvorrichtung umfasst ein erstes Anschlussele¬ ment, ein zweites Anschlusselement und eine bewegliche Kon¬ taktbrücke. Ferner umfasst die Kontaktvorrichtung zumindest zwei Magnete zur Löschung von Lichtbögen, die beim Schalten des elektrischen Schalters entstehen. Die Magnete erzeugen ein Magnetfeld in einem ersten Bereich, der zumindest einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, in denen bei einer geschlossenen Schaltstellung des elektrischen Schalters das erste Anschlusselement beziehungs¬ weise das zweite Anschlusselement in Kontakt mit der Kontakt- brücke sind. Des Weiteren umfasst die Kontaktvorrichtung eine oder mehrere Ablenkelemente, die angeordnet und ausgebildet sind, das Magnetfeld derart zu verzerren, dass ein erster Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Anschlusselement und der Kontaktbrücke ausbildet, und ein zweiter Lichtbogen der sich zwischen dem zweiten Anschlusselement und der Kontakt¬ brücke ausbildet, unabhängig von einer jeweiligen Stromrichtung in den Anschlusselementen in verschiedene, voneinander abweisend verlaufende Richtungen gedrängt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Verbindung der beiden Licht¬ bögen, insbesondere in einem Gasraum der Kontaktvorrichtung, verhindert werden kann und zwar egal, in welche Richtung der Strom in der Kontaktvorrichtung fließt. Ein direkter Lichtbo- genkurzschluss in dem elektrischen Schalter kann verhindert werden. Unter Ausnutzung der Lorentzkräfte werden die Lichtbögen verlängert und verlöschen schneller, da sie eine größe¬ re Oberfläche aufweisen und damit schneller auskühlen und die Lichtbögen, die ionisierte Luft umfassen, ihre Leitfähigkeit schneller verlieren. Die Kontaktvorrichtung kann vorteilhaft für elektrische Schalter, die im Zusammenhang mit einem Laden und Entladen eines elektrischen Energiespeichers eingesetzt werden, genutzt werden, da hier unterschiedliche Stromrich- tungen auftreten.
Die Kontaktbrücke kann eine erste Stellung einnehmen, in der die Kontaktbrücke das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement leitend verbindet. Ferner kann die Kontakt- brücke eine zweite Stellung einnehmen, in der das erste An¬ schlusselement und das zweite Anschlusselement isoliert sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt schließt ein erster Richtungsvektor, der die Richtung reprä- sentiert, in die der erste Lichtbogen gedrängt wird, mit ei¬ ner Verbindungsachse, die ein Zentrum des ersten Kontaktbe¬ reichs mit einem Zentrum des zweiten Kontaktbereichs verbin¬ det, einen Winkel innerhalb des Bereichs größer 90° bis klei¬ ner 270° ein. Ein zweiter Richtungsvektor, der die Richtung repräsentiert, in die der zweite Lichtbogen gedrängt wird, schließt mit der Verbindungsachse einen Winkel innerhalb des Bereichs kleiner 90° bis größer -90° ein. Der erste Richtungsvektor weist einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse auf, der von dem zweiten Kontaktbereich weg weist. Der zweite Richtungsvektor weist einen Richtungsanteil ent¬ lang der Verbindungsachse auf, der von dem ersten Kontaktbe¬ reich weg weist. So kann sichergestellt werden, dass keine Verbindung der beiden Lichtbögen erfolgt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist das zumindest eine Ablenkelement teilweise um einen Bereich angeordnet, in dem das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselemente und die Kontaktbrücke ange- ordnet sind. Vorzugsweise weist die Kontaktvorrichtung zumin¬ dest zwei Ablenkelemente auf, die um den Bereich teilweise angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Bereich, in dem die das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement und die Kontaktbrücke angeordnet sind und um den das zumindest eine Ablenkelement angeordnet ist, rechteckförmig oder nähe¬ rungsweise rechteckförmig . Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine kostengünstige Herstellung der Kontaktvorrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ers- ten Aspekt ist zumindest einer der Magnete auf einer ersten Seite des Bereichs angeordnet, indem das erste Anschlussele¬ ment und das zweite Anschlusselement und die Kontaktbrücke angeordnet sind. Ferner ist zumindest einer der Magnete auf einer zu der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Bereichs angeordnet. Die Kontaktvorrichtung weist ein erstes Ablenkelement auf, das einen ersten Winkel umfasst mit einem ersten Winkelabschnitt und einem zweiten Winkelab¬ schnitt, wobei der erste Winkelabschnitt zumindest teilweise entlang einer ersten Stirnseite des Bereichs verläuft und der zweite Winkelabschnitt zumindest teilweise entlang der ersten Seite des Bereichs verläuft. Des Weiteren weist die Kontakt¬ vorrichtung ein zweites Ablenkelement auf, das einen zweiten Winkel umfasst, der einen ersten Winkelabschnitt und einen zweiten Winkelabschnitt aufweist, wobei der erste Winkelab- schnitt zumindest teilweise entlang einer zu der ersten
Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Bereichs verläuft und der zweite Winkelabschnitt teilweise entlang der zweiten Seiten des Bereichs verläuft. Die Winkel bewirken vorteilhafterweise, dass sich das Magnetfeld unabhängig von einer jeweiligen Stromrichtung in dem ersten und zweiten Anschlusselement derart verzerrt, dass der erste Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Anschlusselement und der Kon- taktbrücke ausbildet, und der zweite Lichtbogen, der sich zwischen dem zweiten Anschlusselement und der Kontaktbrücke ausbildet, in verschiedene, voneinander abweisend verlaufende Richtungen gedrängt werden. Ferner ermöglichen der erste und der zweite Winkel eine kostengünstige Herstellung der Kon- taktvorrichtung .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weise das zumindest eine Ablenkelement magnetisch leitfähiges Material auf oder besteht aus magnetisch leitfä- higem Material. Vorzugsweise weisen das erste und das zweite Ablenkelement magnetisch leitfähiges Material auf oder beste¬ hen aus magnetisch leitfähigem Material. Das magnetisch leitfähige Material ermöglicht, eine gewünschte Ablenkung der Magnetfeldlinien zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist der zweite Winkelabschnitt des ersten Winkels und/oder des zweiten Winkels derart ausgebildet und angeord¬ net, dass er den zumindest einen Magneten der ersten Seite beziehungsweise der zweiten Seite zumindest teilweise über¬ deckt. Vorzugsweise ist der zweite Winkelabschnitt des ersten Winkels und/oder des zweiten Winkels derart ausgebildet und angeordnet, dass er den zumindest einen Magneten der ersten Seite beziehungsweise der zweiten Seite vollständig über- deckt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine ausreichende Ablenkung der Magnetfeldlinien mit geringem Materialaufwand. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind der zumindest eine Magnet der ersten Seite und der zumindest eine Magnet der zweiten Seite derart ange¬ ordnet, dass gleichpolige Seiten der Magnete sich zugewandt sind. Das heißt, der erste und der zweite Magnet sind derart montiert, dass sie abstoßend aufeinander wirken. Dadurch kann eine zusätzliche Ablenkung der Magnetfeldlinien im ersten und zweiten Kontaktbereich erreicht werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Kontaktvorrichtung einen ersten Magneten auf, der auf der ersten Seite angeordnet ist. Des Weiteren weist die Kontaktvorrichtung einen zweiten Magneten auf, der an der zweiten Seite angeordnet ist. Hierbei überdecken der erste Magnet und der zweite Magnet jeweils einen zweiten Be¬ reich, der sich von dem ersten Kontaktbereich des ersten Anschlusselements zu dem zweiten Kontaktbereich des zweiten Anschlusselements erstreckt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind der erste Magnet und der zweite Magnet derart angeordnet und ausgebildet, dass sie zumindest jeweils den ersten Kontaktbereich und den zweiten Kontaktbereich überdecken. Dies ermöglicht, ein geeignetes Magnetfeld zu erzeugen. Alternativ können die Magnete auch kleiner sein und jeweils zwischen den Kontaktbereichen angeordnet sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch einen elektrischen Schalter, der die Kontaktvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und eine Antriebseinheit aufweist. Die Antriebseinheit ist dazu ausgebildet, die Kontaktbrücke der Kontaktvorrichtung zwischen einer ersten Stellung, in der die Kontaktbrücke das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement leitend verbindet, und einer zweiten Stel¬ lung, in der das erste Anschlusselement und das zweite An¬ schlusselement isoliert sind, hin und her zu bewegen. Vor¬ teilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts gelten hierbei auch für den zweiten Aspekt.
Der elektrische Schalter kann ein Relais sein. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit einen Magnetantrieb auf und die Kontaktbrücke nimmt die zweite Stellung ein, wenn der Magnet¬ antrieb unbestromt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Schal¬ ters, der eine Kontaktvorrichtung umfasst,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften
KontaktVorrichtung,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Kontaktvorrichtung mit einem ersten Magnetfeldverlauf, und
Figur 4 die Draufsicht auf die Kontaktvorrichtung mit einem zweiten Magnetfeldverlauf.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Schalters. Der elektrische Schalter ist beispielsweise als Relais 10 ausgebildet. Das Relais 10 umfasst eine Antriebseinheit 20 und eine Kon¬ taktvorrichtung 30. Die Antriebseinheit 20 umfasst beispiels¬ weise einen Magnetantrieb mit zumindest einer Spule 24 und einem Stößel 26, der in der zumindest einen Spule 24 angeord¬ net ist. Die Spule 24 kann von außen mit einer Spannung be- aufschlagt werden, um ein Magnetfeld in dem Stößel 26 zu er¬ zeugen, wodurch der Stößel 26 axial entlang seiner Längsachse in Richtung der Kontaktvorrichtung 30 bewegbar ist. Die Spule 24 und der Stößel 26 sind vorzugsweise innerhalb eines magne- tisierbaren Jochs 28 angeordnet.
Die Kontaktvorrichtung 30 umfasst ein erstes Anschlusselement 31, ein zweites Anschlusselement 32 und eine bewegliche Kon¬ taktbrücke 33. Die Antriebseinheit 20, insbesondere der Stößel 26, ist ange¬ ordnet und ausgebildet, abhängig von einer Bestromung der Spule 24, die Kontaktbrücke 33 der Kontaktvorrichtung 30 zwischen einer ersten Stellung, in der die Kontaktbrücke 33 das erste Anschlusselement 31 und das zweite Anschlusselement 32 leitend verbindet, und einer zweiten Stellung, in der das erste Anschlusselement 31 und das zweite Anschlusselement 32 isoliert sind, umzuschalten.
Die Kontaktvorrichtung 30 umfasst zumindest zwei Magnete, beispielsweise einen ersten Magneten 35 und einen zweiten
Magneten 36, zur Löschung von Lichtbögen, die beim Schalten des elektrischen Schalters entstehen, wobei die Magnete 35, 36 ein Magnetfeld in einem ersten Bereich erzeugen, der zu- mindest einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, in denen bei einer geschlossenen Schaltstellung des elektrischen Schalters das erste Anschlussele¬ ment 31 beziehungsweise das zweite Anschlusselement 32 in Kontakt mit der Kontaktbrücke 33 sind.
Ferner umfasst die Kontaktvorrichtung 30 zumindest ein Ablenkelement, das angeordnet und ausgebildet ist, das Magnet¬ feld derart zu verzerren, dass ein erster Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Anschlusselement 31 und der Kontakt¬ brücke 33 ausbildet, und ein zweiter Lichtbogen, der sich zwischen dem zweiten Anschlusselement 32 und der Kontaktbrü¬ cke 33 ausbildet, unabhängig von einer jeweiligen Stromrichtung in den Anschlusselementen 31, 32 in verschiedene, vonei- nander abweisend verlaufende Richtungen gedrängt werden.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Aus¬ führungsbeispiels der Kontaktvorrichtung 30. Die Kontaktvorrichtung 30 weist beispielsweise einen Rahmen auf, der einen Raum begrenzt, in dem das erste Anschlussele¬ ment 31 und das zweite Anschlusselemente 32 sowie die Kon¬ taktbrücke 33 zumindest teilweise angeordnet sind. Der Rahmen kann Teil eines Gehäuses sein oder einer Kontaktkammer, bei- spielsweise einer keramischen Kammer. Der Rahmen erleichtert eine stabile Anordnung der Magnete 35, 36 und der Ablenkele¬ mente und ist daher optional für die Kontaktvorrichtung 30. Für die Funktion der Lichtbogenlöschung ist eine jeweilige Anordnung der Magnete 35, 36 und der Ablenkelemente in Bezug auf die Anschlusselemente 31, 32 und die Kontaktbrücke 33 maßgebend . Der Rahmen umfasst beispielsweise das zumindest eine Ablenk¬ element der Kontaktvorrichtung 30. Beispielsweise weist die Kontaktvorrichtung 30 ein erstes Ablenkelement und ein zwei¬ tes Ablenkelement auf, die Teil des Rahmens sind. Das erste und zweite Ablenkelement weisen bevorzugt ein magnetisch leitfähiges Material auf oder bestehen aus einem magnetisch leitfähigem Material.
Der Rahmen weist beispielsweise eine erste Seitenwand 37 und eine zu der ersten Seitenwand 37 gegenüberliegende zweite Seitenwand 38 auf. Die erste und zweite Seitenwand 37, 38 sind vorzugsweise magnetisch nicht-leitend ausgebildet.
An der ersten Seitenwand 37 ist beispielsweise der erste Mag- net 35 angeordnet. Alternativ weist die erste Seitenwand 37 eine Aussparung auf, in der der erste Magnet 35 angeordnet ist .
Der zweite Magnet 36 ist beispielsweise an der zweiten Sei- tenwand 38 angeordnet. Alternativ weist die zweite Seitenwand 38 eine Aussparung auf, in der der zweite Magnet 36 angeord¬ net ist.
Der erste Magnet 35 und der zweite Magnet 36 sind jeweils derart an der ersten Seitenwand 37 beziehungsweise an der zweiten Seitenwand 38 angeordnet, dass gleichpolige Seiten der Magnete 35, 36 sich zugewandt sind. Vorzugsweise sind der erste Magnet 35 und der zweite Magnet 36 auf einer Innenseite des Rahmens direkt gegenüberliegend angeordnet.
Das erste Ablenkelement umfasst beispielsweise einen ersten Winkel 39 mit einem ersten und zweiten Winkelabschnitt 41, 42. Der erste Winkelabschnitt 41 verläuft entlang einer ers- ten Stirnseite des Rahmens und der zweite Winkelabschnitt 42 ist zumindest teilweise entlang der ersten Seitenwand 37 an¬ geordnet . Das zweite Ablenkelement umfasst beispielsweise einen zweiten Winkel 40 mit einem ersten Winkelabschnitt 43 und einen zwei¬ ten Winkelabschnitt 44, wobei der erste Winkelabschnitt 43 entlang einer zu der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Rahmens verläuft und der zweite Win- kelabschnitt 44 teilweise entlang der zweiten Seitenwand 38 angeordnet ist.
Die zweiten Winkelabschnitte 42, 44 des ersten Winkels 39 und des zweiten Winkels 40 sind beispielsweise jeweils auf einer Außenseite der ersten Seitenwand 37 beziehungsweise der zwei¬ ten Seitenwand 38 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Kontaktvorrichtung 30. Es ist ein erster Magnetfeldverlauf gezeigt. Ein Strom durch das erste Anschlusselement 31 und zweite Anschlusselement 32 weist eine erste Stromrichtung auf. Ferner ist ein erster und zweiter Richtungsvektor FLl, FL2 gezeigt. Der erste Richtungsvektor FLl repräsentiert beispielhaft die Richtung, in die der erste Lichtbogen gedrängt wird. Der zweite Richtungs- vektor FL2 repräsentiert beispielhaft die Richtung, in die der zweite Lichtbogen gedrängt wird. Die beiden Richtungsvektoren FLl, FL2 weisen voneinander weg. Die Richtungsvektoren FLl, FL2 repräsentieren jeweils Kraftvektoren der Lorentz- kraft, die auf die ionisierte Luft, das heißt die Lichtbögen, an der entsprechenden Stelle wirkt.
Insbesondere umfasst der erste Richtungsvektor FLl einen Richtungsanteil entlang einer Verbindungsachse, die ein Zent- rum des ersten Kontaktbereichs mit einem Zentrum des zweiten Kontaktbereichs verbindet, der von dem zweiten Kontaktbereich weg weist. Der zweite Richtungsvektor FL2 weist einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse auf, der von dem ersten Kontaktbereich weg weist.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die Kontaktvorrichtung 30. Es ist ein zweiter Magnetfeldverlauf gezeigt. Ein Strom durch das erste Anschlusselement 31 und zweite Anschlusselement 32 weist eine zu der ersten Stromrichtung entgegengesetzte zwei¬ te Stromrichtung auf. Der erste Lichtbogen und zweite Licht¬ bögen werden in andere Richtungen abgedrängt als in dem in Figur 3 gezeigten Fall. Aber auch hier umfasst der erste Richtungsvektor FL1 einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse, der von dem zweiten Kontaktbereich weg weist und auch der zweite Richtungsvektor FL2 weist einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse auf, der von dem ersten Kontaktbereich weg weist.
Bezugs zeichenliste
10 Relais
20 Antriebseinheit
24 Spule
26 Stößel
28 Joch
30 Kontakt orrichtung
31 erstes Anschlusselement
32 zweites Anschlusselement
33 Kontaktbrücke
35 erster Magnet
36 zweiter Magnet
37 erste Seitenwand
38 zweite Seitenwand
39 erster Winkel
40 zweiter Winkel
41 erster Winkelabschnitt des ersten Winkels
42 zweiter Winkelabschnitt des ersten Winkels
43 erster Winkelabschnitt des zweiten Winkels
FL1 erster Richtungsvektor
FL2 zweiter Richtungsvektor
M Magnetfeldlinie

Claims

Kontaktvorrichtung (30) für einen elektrischen Schalter aufweisend
- ein erstes Anschlusselement (31),
- ein zweites Anschlusselement (32),
- eine bewegliche Kontaktbrücke (33) ,
- zumindest zwei Magnete zur Löschung von Lichtbögen, die beim Schalten des elektrischen Schalters entstehen, wobei die Magnete ein Magnetfeld in einem ersten Bereich erzeugen, der zumindest einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, in denen bei einer geschlossenen Schaltstellung des elektrischen Schalters das erste Anschlusselement (31) beziehungsweise das zweite Anschlusselement (32) in Kontakt mit der Kontakt¬ brücke (33) sind,
- zumindest ein Ablenkelement, das angeordnet und ausge¬ bildet ist, das Magnetfeld derart zu verzerren, dass ein erster Lichtbogen, der sich zwischen dem ersten Anschlusselement (31) und der Kontaktbrücke (33) ausbil¬ det, und ein zweiter Lichtbogen, der sich zwischen dem zweiten Anschlusselement (32) und der Kontaktbrücke (33) ausbildet, unabhängig von einer jeweiligen Stromrichtung in den Anschlusselementen (31, 32) in verschiedene, voneinander abweisend verlaufende Richtungen gedrängt wer¬ den .
Kontaktvorrichtung (30) nach Anspruch 1, wobei
- ein erster Richtungsvektor (FL1), der die Richtung repräsentiert, in die der erste Lichtbogen gedrängt wird, mit einer Verbindungsachse, die ein Zentrum des ersten Kontaktbereichs mit einem Zentrum des zweiten Kontaktbe- reichs verbindet, einen Winkel innerhalb des Bereichs größer 90° bis kleiner 270° einschließt,
- ein zweiter Richtungsvektor (FL2), der die Richtung repräsentiert, in die der zweite Lichtbogen gedrängt wird, mit der Verbindungsachse einen Winkel innerhalb des Bereichs kleiner 90° bis größer -90° einschließt,
- der erste Richtungsvektor (FL1) einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse aufweist, der von dem zwei¬ ten Kontaktbereich weg weist und
- der zweite Richtungsvektor (FL2) einen Richtungsanteil entlang der Verbindungsachse aufweist, der von dem ers¬ ten Kontaktbereich weg weist.
Kontaktvorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2,
bei der das zumindest eine Ablenkelement teilweise um einen Bereich angeordnet ist, indem das erste Anschlus¬ selement (31) und das zweite Anschlusselement (32) und die Kontaktbrücke (33) angeordnet sind.
Kontaktvorrichtung (30) nach Anspruch 3,
bei der
- zumindest einer der Magnete auf einer ersten Seite des Bereichs, indem das erste Anschlusselement (31) und das zweite Anschlusselement (32) und die Kontaktbrücke (33) angeordnet sind, angeordnet ist,
- zumindest einer der Magnete auf einer zu der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Bereichs angeordnet ist,
- die Kontaktvorrichtung ein erstes Ablenkelement auf¬ weist, das einen ersten Winkel (39) umfasst mit einem ersten Winkelabschnitt (41) und einem zweiten Winkelab¬ schnitt (42), wobei der erste Winkelabschnitt (41) zu¬ mindest teilweise entlang einer ersten Stirnseite des Bereichs verläuft und der zweite Winkelabschnitt (42) zumindest teilweise entlang der ersten Seite des Be¬ reichs verläuft, und
- die Kontaktvorrichtung ein zweites Ablenkelement auf¬ weist, das einen zweiten Winkel (40) umfasst, der einen ersten Winkelabschnitt (43) und einen zweiten Winkelab¬ schnitt (44) aufweist, wobei der erste Winkelabschnitt (43) zumindest teilweise entlang einer zu der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Be reichs verläuft und der zweite Winkelabschnitt (44) teilweise entlang der zweiten Seiten des Bereichs verläuft .
Kontaktvorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4,
bei der das zumindest eine Ablenkelement magnetisch leitfähiges Material aufweist oder aus magnetisch leit¬ fähigem Material besteht.
Kontaktvorrichtung (30) nach Anspruch 4 oder 5, bei der der zweite Winkelabschnitt (42, 44) des ersten Winkels (39) und/oder des zweiten Winkels (40) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er den zumindest einen Magneten der ersten Seite beziehungsweise den zumindest einen Magneten der zweiten Seite zumindest teil weise überdeckt.
Kontaktvorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6,
bei der der zumindest eine Magnet der ersten Seite und der zumindest eine Magnet der zweiten Seite derart ange ordnet sind, dass gleichpolige Seiten der Magnete sich zugewandt sind. Kontaktvorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, die
- einen ersten Magneten (35) aufweist, der auf der ersten Seite des Bereichs angeordnet ist, indem das erste Anschlusselement (31) und das zweite Anschlusselement (32) und die Kontaktbrücke (33) angeordnet sind, und
- einen zweiten Magneten (36) aufweist, der auf der zweiten Seite des Bereichs angeordnet ist, wobei der erste Magnet (35) und der zweite Magnet (36) jeweils ei¬ nen zweiten Bereich überdecken, der sich von dem ersten Kontaktbereich des ersten Anschlusselements (31) zu dem zweiten Kontaktbereich des zweiten Anschlusselements
(32) erstreckt.
Kontaktvorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8,
bei der der erste Magnet (35) und der zweite Magnet (36) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie zumin¬ dest jeweils den ersten Kontaktbereich und den zweiten Kontaktbereich überdecken.
Elektrischer Schalter, aufweisend
- eine Kontaktvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und
- eine Antriebseinheit (20) die dazu ausgebildet ist, die Kontaktbrücke (33) der Kontaktvorrichtung (30) zwischen einer ersten Stellung, in der die Kontaktbrücke
(33) das erste Anschlusselement (31) und das zweite An¬ schlusselement (32) leitend verbindet, und einer zweiten Stellung, in der das erste Anschlusselement (31) und das zweite Anschlusselement (32) isoliert sind, hin und her zu bewegen.
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