[0001] Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter mit einem thermisch und magnetisch
geschützten Außenleiterpol, einem ungeschützten Neutralleiterpol und mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung
für den Außenleiterpol, wobei ein Kontaktapparat des Außenleiterpols im wesentlichen
parallel neben einem Kontaktapparat des Neutralleiterpols angeordnet, von diesem durch
eine Innenschale getrennt und mit diesem gekuppelt ist.
[0002] Derartige Leitungsschutzschalter sind bekannt, wobei sich der Kontaktapparat, thermische
und magnetische Schutzeinrichtungen und eine Lichtbogenlöscheinrichtung für den Außenleiterpol
in einem Gehäuse befinden und sich der Kontaktapparat für den ungeschützten Außenleiterpol
in einem zusätzlichen Gehäuse neben dem Gehäuse für den Außenleiterpol befindet, da
in diesem kein ausreichender Platz für den Kontaktapparat des Neutralleiterpols vorhanden
ist, ohne daß andere wesentliche Komponenten des Leitungsschutzschalters, wie z.B.
der magnetische Auslöser und die Lichtbogenlöscheinrichtung, beträchtlich verkleinert
und somit in ihrer Wirkung stark geschwächt werden. Beim Stand der Technik wird somit
entweder eine Vergrößerung des Leitungsschutzschalters oder eine Beeinträchtigung
seiner Funktionen in Kauf genommen.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Leitungsschutzschalter anzugeben,
dessen Baugröße die eines Leitungsschutzschalters ohne Kontaktapparat für einen Neutralleiterpol
nicht überschreitet, d.h. eine "Teilungsbreite" breit ist, und der in seiner Leistung
nicht wesentlich geschwächt ist.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Leitungsschutzschalter
dadurch gelöst, daß der Kontaktapparat des Neutralleiterpols auf der gleichen Seite
vor der Lichtbogenlöscheinrichtung wie der Kontaktapparat des Außenleiterpols angeordnet
ist und daß der Kontaktapparat des Neutralleiterpols durch eine gewinkelte Innenschale
vom Kontaktapparat des Außenleiterpols und der Lichtbogenlöscheinrichtung getrennt
ist.
[0005] Die Erfindung nützt die Tatsache aus, daß neben dem Kontaktapparat des Außenleiterpols
u. U. durch eine geringfügige seitliche Verschiebung desselben ausreichend Platz für
den Kontaktapparat des Neutralleiterpols vorhanden ist und die beiden nebeneinander
liegenden Kontaktapparate dadurch, daß sie vor der Lichtbogenlöscheinrichtung angeordnet
sind, weder diese noch die anderen thermischen und magnetischen Schutzeinrichtungen
des Leitungsschutzschalters in ihrer Größe beschränken. Um eine geeignete Isolierung,
d.h. Trennung des Kontaktapparats für den Neutralleiterpol vom Kontaktapparat für
den Außenleiterpol und von der Lichtbogenlöscheinrichtung zu schaffen, ist eine gewinkelte
Innenschale vorgesehen, welche diese Aufgabe erfüllt.
[0006] Bei Leitungsschutzschaltern des Standes der Technik sind häufig neben dem Kontaktapparat
für den Außenleiterpol Keramik- oder Kunststoffplatten zur Begrenzung des Lichtbogens
und zur Schaffung von Rückströmkanälen zwischen diesen Keramik- oder Kunststoffplatten
und den Gehäusewänden für eine bessere Umwälzung der ionisierten Gase und die Beschleunigung
des Lichtbogenlaufes von der Kontaktstelle zur Lichtbogenlöschkammer hin vorgesehen.
[0007] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann diese daher dadurch gekennzeichnet
sein, daß auf der der Innenschale gegenüberliegenden Seite des Kontaktapparats für
den Außenleiterpol eine Platte vorgesehen ist und daß zwischen dieser Platte und der
Gehäusewand des Leitungsschutzschalters ein Rückströmkanal gebildet ist. In diesem
Fall nimmt der Kontaktapparat für den Neutralleiterpol den Platz eines Rückströmkanales
ein, was jedoch durch eine strömungsgünstige Gestaltung des anderen Rückströmkanals
größtenteils kompensiert werden kann, so daß praktisch keine wesentliche Verschlechterung
dieser Funktion auftritt.
[0008] Es ist dabei gemäß der Erfindung bevorzugt, daß die Breite der Lichtbogenlöscheinrichtung
im wesentlichen der Summe der Breite des Kontaktapparates des Neutralleiterpols, der
Dicke der Innenschale, der Breite des Kontaktapparats des Außenleiterpols, der Dicke
der Platte und der Breite des Rückströmkanals entspricht. Durch diese Ausführungsform
ist sichergestellt, daß die Lichtbogenlöschkammer, die bevorzugt wie in der AT-PS
382 741 beschrieben ausgebildet ist, sehr groß dimensioniert werden kann, um eine
schnelle und sichere Löschung des Lichtbogens zu gewährleisten.
[0009] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke des Kontaktapparats des Außenleiterpols mit der
Schaltbrücke des Kontaktapparats des Neutralleiterpols mechanisch gekuppelt ist, wobei
sich die Erfindung insbesondere dadurch auszeichnen kann, daß die Schaltbrücke des
Außenleiterpols über einen Schieber mit der Schaltbrücke des Neutralleiterpols verbunden
ist, der vorzugsweise koaxiale Lagerachsen für die Schaltbrücken trägt und der verschiebbar
in der Innenschale gelagert ist. Der Schieber kann dabei bevorzugt wie in der AT-PS
380 751 beschrieben, ausgebildet sein. Durch diese Ausführungsform der Erfindung ist
gewährleistet, daß der Kontaktapparat des Neutralleiterpols auf technisch einfache
Weise immer mit dem Kontaktapparat des geschützten Außenleiterpols geöffnet und geschlossen
wird.
[0010] Basierend auf dem physikalischen Prinzip, daß sich gegensinnig vom Strom durchflossene
Leiter abstoßen, beeinflussen sich der Lichtbogen des Außenleiterpols und des Neutralleiterpols,
wenn die Kontaktapparate geöffnet werden. Dieser Effekt kann gemäß der Erfindung dadurch
genutzt werden, daß der Lichtbogen des Neutralleiterpols den Lichtbogen des Außenleiterpols
in Richtung zur Löschkammer hin beschleunigt. Dabei wirkt sich der geringe Abstand
zwischen den Kontaktstellen des Außenleiterpols und des Neutralleiterpols durch die
erfindungsgemäße Bauweise sehr günstig aus.
[0011] Erfindungsgemäß kann der Leitungsschutzschalter daher so weitergebildet sein, daß
der Abstand zwischen der Lichtbogenlöscheinrichtung und dem Kontakt für den Außenleiterpol
kleiner ist als der Abstand zwischen der Lichtbogenlöscheinrichtung und dem Kontakt
für den Neutralleiterpol. Wenn die beiden Kontaktapparate gleichzeitig geöffnet werden,
befindet sich der Lichtbogen des Neutralleiterpols bezüglich der Lichtbogenlöschkammer
hinter dem Lichtbogen des Außenleiterpols und beschleunigt diesen in Richtung zur
Lichtbogenlöschkammer.
[0012] Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Nutzung des oben erwähnten
physikalischen Prinzips kann vorgesehen sein, daß die Schaltbrücke des Außenleiterpols
mit ihrem dem Kontakt gegenüberliegenden Ende im geöffneten Zustand des Schalters
an einem gehäusefesten Lager anliegt, daß die Schaltbrücke des Neutralleiterpols mit
ihrem dem Kontakt gegenüberliegenden Ende im geöffneten Zustand des Schalters an einem
gehäusefesten Lager anliegt und daß im geschlossenen Zustand der Kontaktapparate der
Abstand zwischen dem Ende der Schaltbrücke des Außenleiterpols und dem gehäusefesten
Lager etwa gleich oder kleiner als der Abstand zwischen dem Ende der Schaltbrücke
für den Neutralleiterpol und dem gehäusefesten Lager ist, bei etwa gleichem Abstand
zwischen den entsprechenden Lagerachsen der Schaltbrücken am Schieber und den gehäusefesten
Auflagern. Dadurch wird der Kontaktapparat des Neutralleiterpols zeitlich nach dem
Kontaktapparat des Außenleiterpols geöffnet, wodurch sich ebenfalls ein "Nacheilen"
des Lichtbogens des Neutralleiterpols hinter dem Lichtbogen des Außenleiterpols ergibt
und letzterer in Richtung zur Lichtbogenlöschkammer hin beschleunigt wird.
[0013] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen
Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
[0014] Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Leitungsschutzschalter, wobei der Kontaktapparat
des Außenleiterpols in der geöffneten Stellung dargestellt ist,
Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden Schnitt mit geschlossenem Kontaktapparat des Außenleiterpols,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Leitungsschutzschalter, wobei der Kontaktapparat für
den Neutralleiterpol in geöffneter Stellung dargestellt ist,
Fig. 4 einen Fig. 3 entsprechenden Schnitt, wobei der Kontaktapparat in der geschlossenen
Stellung gezeigt ist und
Fig. 5 einen Schnitt durch den Leitungsschutzschalter entlang Linie V-V in Fig. 2.
[0015] Ein in den Fig. 1 bis 5 gezeigter Leitungsschutzschalter besitzt einen an sich bekannten
Aufbau und ist in einem Gehäuse 11 mit einer Unterschale 1 und einer Oberschale 2
untergebracht. Im Gehäuse 11 (Fig. 5) befindet sich ein üblicher Magnetauslöser, ein
Bimetallauslöser, eine Lichtbogenlöschkammer 24 und eine Mechanik zur Betätigung des
Kontaktapparates. Da diese Bauteile des Leitungsschutzschalters einen herkömmlichen
Aufbau besitzen können, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 bloß
die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile kurz erläutert.
[0016] Zur Betätigung einer beweglichen Schaltbrücke 18 für einen Außenleiterpol, der über
Klemmen 30 am Schutzschalter angeklemmt werden kann, ist diese über eine Brückenlasche
5 und einen Gelenkbügel 6 mit einem im Gehäuse 11 verschwenkbar gelagerten Betätigungsknopf
3 gekuppelt. Das der Schaltbrücke 18 benachbarte Ende des Gelenkbügels 6 ist über
eine Klinkenlasche 4 mit einer im Gehäuse 11 verschwenkbar gelagerten Klinke 16 gekuppelt.
Wird der Betätigungsknopf 3 verschwenkt, dann bewegt sich die Schaltbrücke 18 gegen
die Kraft einer Feder 31 in Anlage an einen festen Kontakt 19 und die Klinke 16 wird
von einer durch eine Feder 7 belasteten Klinkenauflage 17 festgehalten.
[0017] Die Schaltbrücke 18 ist an ihrem dem Kontakt 19 gegenüberliegenden Ende 13 über eine
langlochartige Bohrung 14 an einem gehäusefesten Lager 15, im Ausführungsbeispiel
einem Lagerzapfen, mit Spiel gelagert.
[0018] Wie aus Fig. 3 und 5 ersichtlich, ist neben dem aus Schaltbrücke 18 und Kontakt 19
bestehenden Kontaktapparat für den Außenleiterpol ein aus Schaltbrücke 53 und Kontakt
55 bestehender Kontaktapparat für den Neutralleiterpol angeordnet, der durch eine
Innenschale 48 vom Kontaktapparat 18, 19 für den Außenleiterpol und der vor diesem
angeordneten Lichtbogenlöschkammer 24 getrennt ist. Der Neutralleiterpol kann über
Klemmen 29 an den Leitungsschutzschalter angeklemmt werden. Die Innenschale 48 weist
einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt auf, wobei ein erster Schenkel 56 die
Kontaktapparate für den Außenleiterpol und den Neutralleiterpol trennt, der Mittelsteg
57 den Kontaktapparat 53, 55 des Neutralleiterpols von der Lichtbogenlöschkammer 24
trennt und der zweite freie Schenkel 58 der Z-förmigen Innenschale 48 die Lichtbogenlöschkammer
24 auf der gleichen Seite begrenzt, auf der sich der Kontaktapparat für den Neutralleiterpol
neben dem Kontaktapparat für den Außenleiterpol befindet. Auf diese Weise ist gewährleistet,
daß der Kontaktapparat für den Neutralleiterpol vom Kontaktapparat für den Außenleiterpol
und von der Lichtbogenlöschkammer 24 völlig getrennt ist, so daß keine überströmenden,
ionisierten Gase einen Überschlag verursachen können. Außerdem ist es nicht erforderlich,
daß die Lichtbogenlöschkammer 24 verkleinert wird.
[0019] Auf der der Innenschale 48 gegenüberliegenden Seite des Kontaktapparats 18, 19 des
Außenleiterpols ist eine Platte 38 aus Kunststoff oder Keramik angeordnet, welche
ebenso wie der Schenkel 56 der Innenschale 48 den Lichtbogen beim Lauf vom Kontaktapparat
18, 19 zur Lichtbogenlöschkammer 24 hin begrenzt. Weiters wird durch die Platte 38
und die Unterschale 1 des Gehäuses 11 ein Rückströmkanal 13 gebildet, durch welchen
die ionisierten Gase von der Lichtbogenlöschkammer weg in den hinteren Teil des Leitungsschutzschalters
strömen können, wodurch eine bessere Umwälzung der ionisierten Gase und somit eine
Beschleunigung des Lichtbogenlaufes von der Kontaktstelle 18, 19 zur Lichtbogenlöschkammer
24 erreicht wird.
[0020] Die Schaltbrücke 18 des Außenleiterpols ist mit der Schaltbrücke 53 des Neutralleiterpols
über einen Schieber 49 mechanisch gekuppelt, der in einem Schlitz in der Innenschale
48 so geführt ist, daß es nicht zu einem unerwünschten Überströmen von ionisierten
Gasen durch diesen Schlitz kommen kann. Am Schieber 49 sind koaxial zwei Lagerachsen
50, 52 für die Schaltbrücken 18, 53 angeordnet, wobei die Lagerachse 50 für die Schaltbrücke
18 gleichzeitig auch die Verbindungsachse zwischen der Schaltbrücke 18 und der Brückenlasche
5 bildet.
[0021] Dem dem festen Kontakt 55 des Neutralleiterpols gegenüberliegenden Ende 62 der Schaltbrücke
53 ist ein gehäusefestes Lager 63 zugeordnet (Fig. 3 und 4), an welchem sich das Ende
62 der Schaltbrücke 53 abstützt, wenn die Schaltbrücke 53 durch den Schieber 49 vom
festen Kontakt 55 wegbewegt wird und dabei um die Lagerachse 52 am Schieber 49 verschwenkt
wird.
[0022] Da sich die Lichtbogen des Neutralleiterpols und des Außenleiterpols, wie bereits
weiter oben erwähnt, durch ihre räumliche Nähe gegenseitig beeinflussen, d.h. voneinander
abstoßen, wird gemäß der dargestellten Ausführungsform ein "Nacheilen" des Lichtbogens
des Neutralleiterpols hinter dem Lichtbogen des Außenleiterpols dadurch erzielt, daß
die Schaltbrücke 53 des Neutralleiterpols später geöffnet wird als die Schaltbrücke
18 des Außenleiterpols. Dies erfolgt dadurch, daß im geschlossenen Zustand der Kontaktapparate
18, 19 bzw. 53, 55 der Abstand zwischen dem Ende 62 der Schaltbrücke 53 und dem gehäusefesten
Lager 63 gleich oder etwas größer ist als der Abstand zwischen dem gehäusefesten Lager
15 und dem unteren Ende des Langloches 14 in der Schaltbrücke 18 für den Außenleiterpol.
Wird nun der Kontaktapparat 18, 19 geöffnet, d.h. bewegt sich die Schaltbrücke durch
die Kraft der Feder 31 nach oben, so wird über die Lagerachse 50 der Schieber 49 ebenfalls
nach oben verschoben, wobei er über die Lagerachse 52 die Schaltbrücke 53 des Neutralleiterpols
ebenfalls nach oben bewegt. Durch den Abstand zwischen dem Ende 62 der Schaltbrücke
53 und dem gehäusefesten Auflager 63 wird die Schaltbrücke 53 des Neutralleiterpols
jedoch nicht sofort vom festen Kontakt 55 abgehoben, sondern erst nachdem das Ende
62 am Lager 63 anliegt und die Schaltbrücke 53 durch die Kraft der Feder 26 bzw. die
Bewegung des Schiebers 49 vom ortsfesten Kontakt 55 weggeschwenkt wird. Dadurch ergibt
sich eine geringfügige zeitliche Verzögerung des Öffnens des Kontaktapparates 53,
55 gegenüber dem des Kontaktapparates 18, 19 des Außenleiterpols, was zu einem Nacheilen
des Lichtbogens des Neutralleiterpols hinter dem Lichtbogen des Außenleiterpols führt.
[0023] Es ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Leitungsschutzschalter mit einem
Kontaktapparat für einen Neutralleiterpol angegeben wird, der gegenüber einem Leitungsschutzschalter
ohne einen Kontaktapparat für einen Neutralleiterpol bei gleicher Baugröße nur geringfügig
verschlechterte Leistungsmerkmale aufweist, wobei durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Kontaktapparate für den Außenleiterpol und den Neutralleiterpol die Lichtbogenlöschung
wesentlich unterstützt werden kann.
1. Leitungsschutzschalter mit einem thermisch und magnetisch geschützten Außenleiterpol,
einem ungeschützten Neutralleiterpol und mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung für
den Außenleiterpol, wobei ein Kontaktapparat des Außenleiterpols im wesentlichen parallel
neben einem Kontaktapparat des Neutralleiterpols angeordnet, von diesem durch eine
Innenschale getrennt und mit diesem gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kontaktapparat (53, 55) des Neutralleiterpols auf der gleichen Seite vor der Lichtbogenlöscheinrichtung
(24) wie der Kontaktapparat (18, 19) des Außenleiterpols angeordnet ist und daß der
Kontaktapparat (53, 55) des Neutralleiterpols durch eine gewinkelte Innenschale vom
Kontaktapparat (18, 19) des Außenleiterpols und der Lichtbogenlöscheinrichtung (24)
getrennt ist.
2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Innenschale
(48) gegenüberliegenden Seite des Kontaktapparats (18, 19) für den Außenleiterpol
eine Platte (38) vorgesehen ist und daß zwischen dieser Platte (38) und der Gehäusewand
(1) des Leitungsschutzschalters ein Rückströmkanal (13) gebildet ist.
3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der
Lichtbogenlöscheinrichtung (24) im wesentlichen der Summe der Breite des Kontaktapparates
(53, 55) des Nulleiterpols, der Dicke der Innenschale (48), der Breite des Kontaktapparats
(18, 19) des Außenleiterpols, der Dicke der Platte (38) und der Breite des Rückströmkanals
(13) entspricht.
4. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltbrücke (18) des Kontaktapparats (18, 19) des Außenleiterpols mit der Schaltbrücke
(53) des Kontaktapparats (53, 55) des Neutralleiterpols mechanisch gekuppelt ist.
5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke
(18) des Außenleiterpols über einen Schieber (49) mit der Schaltbrücke (53) des Neutralleiterpols
verbunden ist, der vorzugsweise koaxiale Lagerachsen (50, 52) für die Schaltbrücken
(18, 53) trägt und der verschiebbar in der Innenschale (48) gelagert ist.
6. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenschale (48) im wesentlichen Z-förmig gewinkelt ist, wobei der erste Schenkel
(56) der Innenschale (48) die Trennwand zwischen den Kontaktapparaten (18, 19; 53,
55) für den Außenleiter- und den Neutralleiterpol bildet, der Mittelteil (57) der
Innenschale (48) die Trennwand zwischen dem Kontaktapparat (53, 55) und der Lichtbogenlöscheinrichtung
(24) bildet und der zweite zum ersten Schenkel(56) parallele Schenkel (58) die Lichtbogenlöscheinrichtung
(24) auf der Seite begrenzt, auf der sich der Kontaktapparat (53, 55) für den Neutralleiterpol
befindet.
7. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand zwischen der Lichtbogenlöscheinrichtung (24) und dem Kontakt (19) für
den Außenleiterpol kleiner ist als der Abstand zwischen der Lichtbogenlöscheinrichtung
(24) und von dem Kontakt (55) für den Neutralleiterpol.
8. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung vorgesehen ist, welche den Kontaktapparat (53, 55) für den Neutralleiterpol
später öffnet als den Kontaktapparat (18, 19) für den Außenleiterpol.
9. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke
(18) des Außenleiterpols mit ihrem dem Kontakt (19) gegenüberliegenden Ende (13) im
geöffneten Zustand des Schalters an einem gehäusefesten Lager (15) anliegt, daß die
Schaltbrücke (53) des Neutralleiterpols mit ihrem dem Kontakt (55) gegenüberliegenden
Ende (62) im geöffneten Zustand des Schalters an einem gehäusefesten Lager (63) anliegt
und daß im geschlossenen Zustand der Kontaktapparate (18, 19; 53, 55) der Abstand
zwischen dem Ende (13) der Schaltbrücke (18) des Außenleiterpols und dem gehäusefesten
Lager (15) etwa gleich oder kleiner als der Abstand zwischen dem Ende (62) der Schaltbrücke
(53) für den Neutralleiterpol und dem gehäusefesten Lager (63) ist, bei etwa gleichem
Abstand zwischen den entsprechenden Lagerachsen (50, 52) der Schaltbrücken (18, 53)
am Schieber (49) und den gehäusefesten Auflagern (15, 63).