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Schalter mit Lichtbogenlöscheinrichtung Die bei einem Schalter zulässige
Abschaltleistung wird im wesentlichen durch den Abschaltlichtbogen bestimmt. Diesen
klein zu halten und nach kurzer Zeit zu löschen, dient die Lichtbogenlöscheinrichtung.
Derartige Einrichtungen mit magnetischer Lichtbogenblasung sind bekannt. Hierbei
wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß der elektrische Strom im Magnetfeld
abgelenkt wird. So ist es bekannt, ein magnetisches Feld so anzuordnen, daß es den
Schaltraum durchdringt und so gerichtet ist, daß ein bei der Abschaltung zwischen
den Kontakten entstehender Lichtbogen von den Kontakten weggeblasen und möglichst
in die Länge gezogen wird, wobei infolge der damit bewirkten ansteigenden Lichtbogenspannung
und Kühlung der Lichtbogen zum Erlöschen kommt. Um die Kontaktbeanspruchung klein
zu halten, werden hierbei auch die Lichtbogenfußpunkte von den Kontakten auf Lichtbogenhörner
oder Leitbleche geführt. Das für die Blasung erforderliche Magnetfeld wird vorzugsweise
mittels Blasspulen, die von dem Lichtbogenstrom selbst durchflossen werden, erzeugt.
Eine gute Löschwirkung wird erzielt, wenn der Lichtbogen schnell bewegt und in viele
Teillichtbogen zerlegt wird. Ein weiteres Ziel ist die Lichtbogenlöscheinrichtung
möglichst klein zu halten, um kleine Schalter, wie Installationsselbstschalter,
für hohe Abschaltleistungen auslegen zu können.
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Es ist bekannt, den Schaltkontakt mit zwei ringförmigen, konzentrisch
angeordneten Leitkontakten zu verbinden, wobei der innere Leitkontakt durch eine
auf der Wicklung liegende Mantelfläche an einer Blasspule gebildet wird, deren magnetisches
Feld den Raum zwischen den Leitkontakten derart durchsetzt, daß der im Magnetfeld
zwischen den Kontakten entstehende Lichtbogen schnell rotiert.
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Bei einer derartigen Anordnung ist auch bekannt, die innere Windung
der Blasspule nicht nur als Lichtbogenleitkontakt zu verwenden, sondern einen Teil
der inneren Windung beweglich zu gestalten und als den beweglichen, schaltenden
Kontaktteil zu verwenden. Da die Lichtbogenlänge bei derart konzentrisch angeordneten
Leitkontakten konstant bleibt, ist es üblich, mittels eingeschobener Bleche den
Lichtbogen in Teillichtbögen zu zerlegen, wodurch die Lichtbogenspannung hochgetrieben
und die Kühlwirkung erhöht wird.
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Der Nachteil, der sich aus der konstanten Lichtbogenlänge ergibt,
wird bei einer anderen bekannten Lichtbogenlöscheinrichtung behoben, indem durch
Einwirkung des Blasfeldes die Lichtbogenfußpunkte rotieren und der Lichtbogen über
eine isolierende Zwischenwand zunehmender Bogenhöhe geführt urid in die Länge gezogen
wird. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der verhältnismäßig große Raumbedarf.
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Um die Kühlwirkung zu verstärken, ist es auch bekannt, den Lichtbogen
in zwei Teillichtbögen zu zerlegen und unter Einwirkung zweier verschiedener magnetischer
Felder in eine kreisende Bewegung zu versetzen, wobei die Lichtbogenlänge sich nicht
ändert. Die Teillichtbögen bewegen sich hierbei in getrennten Kammern zwischen je
zwei Metallplatten und erfahren so eine besonders starke Abkühlung. Doch fehlt dieser
Anordnung wieder das Merkmal der Lichtbogenlängung.
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Bei all diesen Anordnungen sind die Blasfelder auf großen Flächen
wirksam, so daß ihrer geringen Konzentration entsprechend die Geschwindigkeit der
Lichtbogenänderung klein ist und die eine schnelle Löschung des Lichtbogens bewirkende
notwendige Kühlung nicht immer gegeben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten
Lichtbogenlöscheinrichtungen auszuschalten, sie bezieht sich auf einen Schalter
mit Lichtbogenlöscheinrichtung mit zwei auf eine Schaltstelle einwirkenden, von
Blasspulen erzeugten Blasfeldern. Die Erfindung besteht darin, daß die äußere Windung
jeder Blasspule einen Lichtbogenleitkontakt bildet und daß jede Blasspule ein derart
gestaltetes, den magnetischen Fluß führendes Leitblech aufweist, daß jedes Blasfeld
im Schaltraum vor dem zugeordneten Lichtbogenleitkontakt stark konzentriert ist
und daß ferner der bewegliche Kontaktteil mit dem Lichtbogenleitkontakt der einen
Blasspule verbunden ist, und bei Kontaktunterbrechung auf diesem aufliegt, während
der feste Kontaktteil durch den Lichtbogenleitkontakt der zweiten Blasspule gebildet
wird.
Durch die Konzentration der Blasfelder und deren Einwirkung
auf je einen Lichtbogenfußpunkt des Lichtbogens, der durch die Art der Kontaktanordnung
beim Öffnen des Schalters mit dem beweglichen Kontaktteil durch die beiden Blasfelder
gezogen wird, kann der Lichtbogen sehr schnell verlängert werden, wenn als Schaltkontakt
die oberste Windung jeder Blasspule oder eine leitende mit der Blasspule verbundene
Abdeckung als feststehender Kontaktteil und/oder Leitkontakte für einen Lichtbogenfußpunkt
ausgebildet ist und mit einer zwischen den Blasspulen angeordneten beweglichen Schaltzunge
oder Schaltbrücke zusammenarbeitet.
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Um eine Rückkehr des Lichtbogenfußpunktes bei der Rotation auf den
Ausgangspunkt zu verhindern, ist der Leitkontakt durch ein die Bewegung begrenzendes
Isolierteil unterbrochen. Die Blasspulen können in einer Ebene oder auf einer Achse
hintereinander angeordnet sein. Im ersten Fall wird die bewegliche Schaltzunge vorzugsweise
an der Stelle des geringsten Abstandes der Blasspulen angeordnet und mit dem Leitkontakt
einer Blasspule durch eine Leitung elektrisch verbunden. Im Schaltzustand liegt
die Schaltzunge auf dem Leitkontakt der zweiten Blasspule auf, so daß beim Öffnen
der Lichtbogen von dieser Kontaktstelle durch die Blasfelder beider Blasspulen gezogen
wird und in der Endstellung beim Aufliegen der Schaltzunge auf der Schaltstelle
der mit ihr verbundenen Blasspule auf den Leitkontakt überspringt. Bei richtiger
Polung der Blasfelder wandern die Lichtbogenfußpunkte in entgegengesetztem Drehsinn,
so daß der Lichtbogen schnell verlängert wird. Die gegenläufige Rotation der Lichtbogenfußpunkte
auf dem äußeren Mantel der Blasspulen und die Konzentration des Blasfeldes auf die
Lichtbogenfußpunkte bringt zu einer vorteilhaften schnellen Längung des Lichtbogens
eine gute Kühlung, da der Lichtbogen selbst, durch das geringe Streufeld bedingt,
nur langsam von den kühlenden Leitkontakten weggetrieben wird, so daß ein starkes,
die Löschung begünstigendes Wärmegefälle auf der ganzen Länge des Lichtbogens bestehenbleibt.
Die Einschränkung der Konzentration des Blasfeldes auf die Fußpunkte erfordert nur
kleine raumsparende Blasspulen. Isolierende Platten dienen dazu, den Lichtbogen
von den magnetischen Leitblechen fernzuhalten und eine Löschkammer zu bilden. Außerhalb
der konzentrierten Blasfelder in den isolierenden Platten in bekannter Weise angeordneten
Deionbleche dienen dazu, den durch die Streufelder in sie hineingeblasenen Lichtbogen
zu unterteilen und zu kühlen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in den
A b b. 1 und 2 dargestellt. Die A b b. 1 zeigt im Prinzip einen Schalter mit einer
Lichtbogenlöscheinrichtung und angedeutetem bereits langgezogenem Lichtbogen, in
der A. b b. 2 ist die Lichtbogenlöscheinrichtung des Schalters, von der Seite gesehen,
dargestellt.
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An Hand der Abbildung wird die Arbeitsweise des Schalters beschrieben.
1 und 2 sind BlasspuIen, welche an jeweils einem Ende mit zwei ringförmigen Leitkontakten
3, 4 in der dargestellten Weise verbunden sind. Die ringförmigen Leitkontakte 3,
4 werden durch Isolierstücke 5, 6 unterbrochen. Zwischen den Leitkontakten 3, 4
befindet sich eine Schaltzunge 7, die in dem Drehpunkt 8 beweglich gelagert ist.
Die Schaltzunge 7 wird durch die Federkraft 9 eines nicht dargestellten Schaltmechanismus
in geöffnetem Zustand des Schalters, wie in der Darstellung strichliniert gezeichnet,
an die Kontaktstelle 4 a gedrückt. Wenn der Schalter geschlossen ist, dann wird
die Schaltzunge 7 durch die Federkraft 10 an die Kontaktstelle 3 a angedrückt. Der
Strom J fließt bei geschlossenem Schalter in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung
durch die Spule 2, den Leitkontakt 4 zu dem Drehpunkt B. Er fließt, da dieser Drehpunkt
8 leitend mit der Kontaktzunge 7 verbunden ist, weiter über dieselbe zur Kontaktstelle
3 a. Von dieser Kontaktstelle 3 a fließt der Strom über die Spule
1 ab.
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Wenn der Schaltmechanismus entweder durch Handbetätigung, überstrom-
oder Kurzschlußausiösung öffnet, dann bewegt sich die Schaltzunge 7 unter Einwirkung
der Federkraft 9 um den Drehpunkt B. Der Kontakt wird an der Kontaktstelle 3 a unterbrochen.
Infolge der Bewegung der Schaltzunge 7 durch die magnetischen Felder 13,14 bis zum
Anschlag an der Kontaktstelle 4 a bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kontaktstellen
3 a, 4 a.
Durch magnetische Leitbleche 11 und 12 ist der magnetische
Fluß so geführt, daß die magnetischen Felder 13, 14 um die Leitkontakte 3, 4 ringförmig
konzentriert sind, so daß der Lichtbogen im wesentlichen im Bereich seinerFußpunkte
dermagnetischen Blaswirkung ausgesetzt ist. Als Folge des konzentrierten magnetischen
Feldes 13 bewegt sich der Lichtbogenfußpunkt auf dem Leitkontakt 3 von seinem Entstehungsort
schnell in Richtung des Uhrzeigersinnes fort. Der zunächst noch auf der Schaltzunge
7 stehende Gegenfußpunkt wird durch das entsprechend gerichtete Blasfeld 13 der
Blasspule 2 von dieser heruntergerissen und bewegt sich auf den Leitkonktakt 4 entgegen
dem Uhrzeigersinn. Durch die gleichzeitige Auswanderung der Lichtbogenfußpunkte
und die konzentrierte Feldwirkung wird eine außergewöhnliche schnelle Lichtbogenverlängerung
erzielt. Dadurch, daß die Fußpunkte auf entgegengesetzt gekrümmten Bahnen laufen,
erreicht man in einem begrenzten Raum eine große Lichtbogenlänge. Es wird eine schnell
ansteigende, sehr hohe Lichtbogenspannung erzeugt.
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Da der Lichtbogen sofort von dem beweglichen Kontaktteil, der Zunge
7, heruntergerissen wird, entsteht an dieser kein Materialverschleiß. Dieses Teil
und damit der ganze Schaltmechanismus, kann daher mechanisch leicht ausgeführt werden,
was wiederum vorteilhaft für den Ablauf des gesamten Schaltvorganges ist. Lediglich
die Kontaktstellen 3 a, 4 a an den Leitkontakten werden vorteilhafterweise mit verstärkten,
für die Kontaktgabe geeigneten Belägen versehen. Die Isolierstücke 5, 6 begrenzen
die Wanderung der Lichtbogenfußpunkte auf den Leitkontakten 3, 4 und verhindern
eine Neuzündung des Lichtbogens, die auftreten würde, wenn die Fußpunkte auf nicht
unterbrochenen Leitkontakten rotieren könnten. Isolierende Wände 15 schirmen in
bekannter Weise die für den magnetischen Fluß notwendigen Leitbleche 11, 12 gegen
den Lichtbogen ab und bilden eine Lichtbogenkammer. Zur weiteren Erhöhung der Lichtbogenspannung
können in diesen Wänden 15 in bekannter Weise Deionbleche 16 eingebracht werden,
in die der Lichtbogen durch das Streufeld geblasen wird, und auf denen der Lichtbogen
zusätzlich feste Fußpunkte bilden kann.