Eine derartige Lichtbogen-Löschvorrichtung dient zur Unter- brechung bzw. Löschung eines Lichtbogens, der beim Öffnen ei- nes stromdurchflossenen Kontaktstückpaares entsteht. Beim Trennen der Kontaktstücke fließt der Strom über immer kleiner werdende Bereiche einer zugehörigen Kontaktzone und heizt diese immer stärker auf. Kurz vor der eigentlichen Trennung der Kontaktstücke entsteht eine schmelzflüssige Brücke, die bei kleinen Strömen schließlich abreißt bzw. bei großen Strö- men verdampft. Der Strom kann demnach nur noch über einen Lichtbogen in Form einer leitenden Plasmasäule weiterfließen.

Die Stärke des Lichtbogens wird dabei von der Höhe und Art des geschalteten Stroms beeinflusst. Im Fall eines Kurz- schlusses in einem durch einen Leitungsschutzschalter abgesi- cherten Stromkreis entstehen beispielsweise Kurzschlussströme von bis zu 15000 A. Der Lichtbogen erzeugt dabei im Schalter- gehäuse während seiner Brenndauer in Abhängigkeit von einer Versorgung mit Gleich-oder Wechselstrom Temperaturen von bis zu 20000 K. Die hohe thermische Belastung führt jedoch zu schädlichen Wirkungen für die Schalterbauteile. Beispielswei- se können Metall-und Isolierteile durch die Lichtbogenein- wirkung beschädigt oder zerstört werden. Demzufolge ist es erforderlich, den Lichtbogen schnellstmöglich zum Verlöschen zu bringen, um den thermischen Energieumsatz zu minimieren.

Aus der DE 35 01 314 A1 ist ein mehrpoliger Leitungsschutz- schalter bekannt, der in einer Stromzuführung zu einem Kon- takt mit einer Blasschleife zur Förderung des Lichtbogenlaufs versehen ist ; die Blasschleife ist dadurch gebildet, dass ei- ne Zuleitung in Lichtbogenlaufrichtung gesehen hinter einem Festkontaktstück mit einer Lichtbogenlaufschiene verbunden ist, die das Festkontaktstück aufweist. Die Blasschleife wird jedoch permanent vom Betriebsstrom eines Schaltkreises durch- flossen, was zu einer erhöhten Verlustleistung und damit zu einer erhöhten Erwärmung des Leitungsschutzschalters führt.

Eine stärkere Erwärmung bedingt zum einen den Einsatz von thermisch stabileren und kostenintensiveren Werkstoffen und zum anderen eine Anpassung des thermischen Auslösers, so dass dieser die Eigenerwärmung durch eine entsprechend größere Be- messung des Auslösewegs kompensieren kann.

Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Licht- bogen-Löschvorrichtung anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine schnelle Löschung eines Lichtbogens bei einer geringen Eigenerwärmung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa- tentanspruchs 1 gelöst ; vorteilhafte Ausgestaltungen sind je- weils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Mittels einer Strom-Leiterbahn, die einen elektrisch leiten- den Übergang zu der weiteren Lichtbogen-Leitschiene im Sinne einer Leiterschleife aufweist und gegenüber einem Schaltkon- taktpaar elektrisch isoliert ist, kann auf Grund einer ver- bindungsfreien Anordnung der Leiterschleife zu dem Schaltkon- taktpaar im Bereich einer Schaltkammer bei kommutiertem Lichtbogen von einem der Schaltkontakte auf die weitere Lichtbogen-Leitschiene ein den Lichtbogen in die Lichtbogen- Löschkammer treibender Strom über die Strom-Leiterbahn ge- führt werden ; dabei wird ein physikalisches Wirkprinzip nutz- bar gemacht, wonach sich gegensinnig stromdurchflossene Lei- ter-hier ein erster Bereich der Strom-Leiterbahn und der Lichtbogen-abstoßen und gleichsinnig stromdurchflossene Leiter-hier ein zweiter Bereich der Strom-Leiterbahn und der Lichtbogen-anziehen. Auf Grund der Schleifengeometrie und des Lichtbogenlaufs wirken dadurch Abstoßungskräfte und Anziehungskräfte zusammen auf den Lichtbogen ein und münden in einer höheren Lichtbogenbeschleunigung in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer.

Da die Leiterschleife erst durch einen Überlast oder Kurz- schluss bedingten Fehlerfall im Zuge des Kommutierungsvor- gangs von Strom durchflossen wird, ergibt sich im Normalbe- trieb neben einem kurzen Strompfad auch ein geringer Innenwi- derstand und eine geringe Verlustleistung des Schaltgeräts.

Im Fehlerfall kommt dann ein längerer Strompfad, ein größerer Innenwiderstand und eine entsprechende Strombegrenzung zum Tragen, so dass eine zuverlässige und schnelle Löschung des Lichtbogens erreicht wird. Darüber hinaus wird eine ver- gleichsweise hohe Lebensdauer eines die Lichtbogen-Lösch- vorrichtung aufweisenden Schaltgerätes unter Verwendung von einfachen und platzsparenden Mitteln erzielt.

Mit Vorteil ist beiderseits des Schaltkontaktpaars eine Strom-Leiterbahn an der weiteren Lichtbogen-Leitschiene ange- ordnet, so dass bei einem geringen Materialeinsatz die durch den Strom bedingte Treibwirkung auf den Lichtbogen verstärkt wird. Dementsprechend kann auch beiderseits des Schaltkon- taktpaars jeweils eine Leiterschleife angeordnet werden, die zumindest an einem Schleifenende elektrisch leitend verbunden sind.

Vorteilhafterweise ist die Leiterschleife in Form und Lage an eine Schaltkammer angepasst, wobei eine gute Raumnutzung im Sinne einer großen wirksamen Leiterlänge gewährleistet ist.

Mit Vorteil reicht die Leiterschleife bis in einen Bereich des Schaltkontaktpaares, wodurch ebenfalls die wirksame Lei- terlänge, insbesondere eines ersten und eines zweiten Teilbe- reichs der Leiterschleife, vergrößert wird. Die beiden Teil- bereich weisen dabei jeweils für sich eine zu dem Lichtbogen im Wesentlichen parallele Lage auf, so dass eine optimale Kraftwirkung der sich gegenseitig beeinflussenden Magnetfel- der gegeben ist. Vorteilhafterweise reicht die Leiterschleife bis in einen Be- reich der Lichtbogen-Löschkammer, so dass die den Lichtbogen beeinflussenden Anziehungskräfte bis in die Lichtbogen- Löschkammer hinein wirksam sind.

Mit Vorteil weist der zweite Teilbereich der Leiterschleife eine Länge auf, die dem Abstand der beiden Lichtbogen-Leit- schienen zueinander im Bereich der Lichtbogen-Löschkammer entspricht ; dadurch wird die auf den Lichtbogen wirkende An- ziehungskraft bis zum Einlauf des Lichtbogens in die Lichtbo- gen-Löschkammer begünstigt.

Vorteilhafterweise ist die Leiterschleife einstückig ausge- führt, wodurch von einer rationellen Fertigung profitiert werden kann ; die Leiterschleife ist dabei als Stanz-Biegeteil oder als Flachband-Biegeteil oder als Draht-Formteil ausführ- bar.

Mit Vorteil reicht ein Schleifenende der Leiterschleife bis in den Bereich der Lichtbogen-Löschkammer hinein, wodurch ein Verharren des Lichtbogens in der Lichtbogen-Löschkammer be- günstigt wird.

Vorteilhafterweise steht die Leiterschleife mit ihrem anderen Schleifenende in einer elektrisch leitenden Verbindung zu ei- ner Anschlussklemme, insbesondere auch zu einem thermischen Auslöser, so dass ein hinreichender Abfluss des Stroms statt- finden kann.

Mit Vorteil ist die Lichtbogen-Leitschiene zu der weiteren Lichtbogen-Leitschiene trichterförmig derart angeordnet, dass eine Längung des Lichtbogens in Richtung der Lichtbogen- Löschkammer gegeben ist und eine Erhöhung der Lichtbogenspan- nung zur Folge hat.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merk- malen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu- tert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung er- folgt ; darin zeigen : FIG 1 einen Ausschnitt eines Schaltgerätes mit einem ge- schlossenen Schaltkontaktpaar und einer Lichtbogen- Löschkammer gemäß Patentanspruch 1, und FIG 2 einen Ausschnitt des Schaltgerätes gemäß FIG 1 mit ei- nem geöffneten Schaltkontaktpaar.

In FIG 1 ist ein Ausschnitt eines Schaltgerätes 1 mit einer Lichtbogen-Löschvorrichtung gezeigt, das ein schematisch dar- gestelltes Gehäuse 2 aufweist. Das Schaltgerät 1 ist hierbei als Leitungsschutzschalter ausgeführt und umfasst unter ande- ren neben einem elektromagnetischen Auslöser 3, einen thermi- schen Auslöser 4 und ein Schaltkontaktpaar mit einem Festkon- takt 5 und einem Bewegkontakt 6. Der Festkontakt 5 ist auf einer als Kontaktträger dienenden Lichtbogen-Leitschiene 7 platziert, die zugleich eine elektrisch leitende Verbindung zu einer Spule des elektromagnetischen Auslöser 3 aufweist.

Die Spule führt ihrerseits zu einer schematisch dargestellten Anschlussklemme. Freiendseitig führt die Lichtbogen-Leit- schiene 7 über ein anschließenden Joch bis in eine Lichtbo- gen-Löschkammer 8 hinein. Die Lichtbogen-Leitschiene 7 ist im Bereich nach dem Festkontakt 5, hin zu der Lichtbogen- Löschkammer 8 ohrenförmig ausgestaltet. Der Bewegkontakt 6 ist auf einem beweglichen Kontaktarm 9 befestigt, der um eine hier nicht dargestellte Achse drehbeweglich gelagert ist. So- wohl der elektromagnetische Auslöser 3 als auch der thermi- sche Auslöser 4-hier ein Bimetall-können, je nach Fehler- fall, ein Verschwenken des beweglichen Kontaktarms 9 bewir- ken.

Zu der Lichtbogen-Leitschiene 7 ist eine dazu beabstandete weitere Lichtbogen-Leitschiene 10 vorgesehen, die in ihrem freiendeseitigen Bereich die Lichtbogen-Löschkammer 8 aufwei- sen. Die beiden trichterförmig angeordneten Lichtbogen-Leit- schienen 7,10 dienen zusammen der gezielten Führung eines Lichtbogens 11 gemäß FIG 2 in die den Lichtbogen 11 aufneh- mende Lichtbogen-Löschkammer 8. Der durch das Schaltkontakt- paar 5,6 und die beiden Lichtbogen-Leitschienen 7,10 sowie ggf. durch eine Lichtbogen-Einlaufzone der Lichtbogen-Lösch- kammer 8 definierte Bereich wird als Schalt-oder Vorkammer 12 bezeichnet. Die Schaltkammer 12 weist unter anderem eine Strom-Leiterbahn 13 auf, die mit einem ersten, zweiten und dritten Teilbereich 13a, 13b und 13c versehen ist. Die Strom- Leiterbahn 13 weist in ihrem ersten Teilbereich 13a einen elektrisch leitenden Übergang zu der weiteren Lichtbogen- Leitschiene 10 im Sinne einer Leiterschleife 10,13 auf. Die Leiterschleife 10,13 ist hierbei in Form und Lage an die Kon- turen der Schaltkammer 12 angepasst und kann ggf. mit dem zweiten Teilbereich 13b teilweise hinter die Lichtbogen- Löschkammer 8 gezogen sein. Neben den gängigen Materialien, wie Kupfer, Aluminium oder Stahl für die Leiterschleife 10,13 ist diese als Stänz-Biegeteil oder als Flachband-Biegeteil oder als Draht-Formteil ausführbar.

Die Leiterschleife 10,13 ist an dem Übergang gemäß FIG 1 durch eines von mehreren üblichen Fügeverfahren verbunden, obgleich der Übergang auch einstückig ausführbar ist. Die Leiterschleife 10,13 ragt verbindungsfrei, das heißt ohne die Lichtbogen-Leitschiene 7 oder den beweglichen Kontaktarm 9 einschließlich deren Kontakte 5 bzw. 6 zu berühren, bis in den Bereich des Schaltkontaktpaares 5,6. Auch ist keine Kon- taktierung der Leiterschleife 10,13 an ihrer Überschneidungs- stelle gegeben. Die Strom-Leiterbahn 13 als Teil der Leiter- schleife 10,13 verläuft demnach bezogen auf die Zeichnungs- ebene der FIG 1 zurückversetzt hinter dem Schaltkontaktpaar 5,6. Selbstverständlich ist auch beiderseits des Schaltkon- taktpaars 5,6 eine derartige Strom-Leiterbahn 13 an der wei- teren Lichtbogen-Leitschiene 10 anordbar. Entsprechend der in FIG 1 strichliert dargestellten Anordnung verläuft die zu- sätzliche Strom-Leiterbahn bezogen auf die Zeichnungsebene oberhalb des Schaltkontaktpaars 5,6. Darüber hinaus ist eine weitere Ausführungsvariante möglich, bei der beiderseits des Schaltkontaktpaars 5,6 jeweils eine komplette Leiterschleife 10,13 gegeben ist. Die beiden Leiterschleifen 10,13, sind da- bei an einem Schleifenende, das zu einer weiteren Anschluss- klemme führt, elektrisch leitend verbunden.

Nach FIG 1 wird der durch einen Pfeil symbolisierte Strom I an der Anschlussklemme eingespeist. Der Strom I fließt durch die Spule des elektromagnetischen Auslösers 3 über einen Teilbereich der Lichtbogen-Leitschiene 7 bis hin zu der Kon- taktzone des Schaltkontaktpaares 5,6 und von dort über den beweglichen Kontaktarm 9 weiter über eine Litze zu dem ther- mischen Auslöser 4 und schließlich an die weitere Anschluss- klemme, an der ein Verbraucher anschließbar ist. Im Normalbe- trieb des Schaltgeräts 1, also bei geschlossenem Schaltkon- taktpaar 5,6 verläuft der Stromfluss nicht über die Leiter- schleife 10,13, so dass neben einem kurzen Strompfad auch von einem niedrigen Innenwiderstand und von einer geringen Ver- lustleistung des Schaltgeräts 1 profitiert werden kann. Das Schaltgerät 1 ist neben der Ausführung als Leitungsschutz- schalter beispielsweise auch als Leistungsschalter oder Schütz ausführbar.

In FIG 2 ist ein Ausschnitt des Schaltgerätes 1 gemäß FIG 1 mit geöffnetem Schaltkontaktpaar 5,6 gezeigt. Die hier ge- zeigte Kontaktstellung entspricht einem Auslöse-oder auch Fehlerfall, bei dem ein Kurzschluss-oder Überlaststrom fließt. Der Stromfluss entspricht zunächst bis zu dem Schalt- kontaktpaar 5,6 dem Verlauf gemäß FIG 1. Beim Trennen der Kontaktstücke 5,6 fließt der Strom über immer kleiner werden- de Bereiche einer zugehörigen Kontaktzone und heizt diese im- mer stärker auf. Kurz vor der eigentlichen Trennung der Kon- taktstücke 5,6 entsteht eine schmelzflüssige Brücke, die bei kleinen Strömen schließlich abreißt bzw. bei großen Strömen verdampft. Der Strom I fließt deshalb über den Lichtbogen 11 in Form einer leitenden Plasmasäule weiter.

Da sich der bewegliche Kontaktarm 9 mit seinem Bewegkontakt 6 von dem Festkontakt 5 entfernt, der Lichtbogen jedoch, um nicht abzureißen, einer Längung auf Grund seiner Brenneigen- schaft entgegenstrebt, erfolgt eine Kommutierung des Lichtbo- gens 11-wie durch den gekrümmten Pfeil symbolisiert-von dem Bewegkontakt 6 zu der Leiterschleife 10,13, insbesondere zu der weiteren Lichtbogen-Leitschiene 10. Dabei folgt der Lichtbogen dem physikalischen Prinzip den Weg des geringsten Widerstandes zu wählen und springt auf das Potential der Lei- terschleife 10,13 über. Die Strom-Leiterbahn 13 ist mit einem Isolationsmittel, wie beispielsweise einer Isolationsplatte 14 gemäß FIG 1 und 2 oder einem isolierenden Gehäuseteil, ge- gen die Kommutierung des Lichtbogens 11 von dem Bewegkontakt 6 auf die Strom-Leiterbahn 13 ausgerüstet. Die Isolations- platte 14 erstreckt sich im Wesentlichen über den ersten und zweiten Teilbereich 13a und 13b der Strom-Leiterbahn 13. Ggf. kann die Isolationsplatte 14 bis über den dritten Teilbereich 13c der Strom-Leiterbahn 13 geführt sein. Auch ist eine Abde- ckung des Übergangs von der weiteren Lichtbogen-Leitschiene 10 zu der Strom-Leiterbahn 13 zur Auslenkung des Lichtbogens 11 neben den Übergang, hin zu der weiteren Lichtbogen-Leit- schiene 10, vorsehbar. Die Isolationsmittel sind sinngemäß auch für die zusätzliche Strom-Leiterbahn vorsehbar.

Die Leiterschleife 10,13 liegt nach erfolgter Kommutierung des Lichtbogens 11 während seiner Brenndauer über wenige Mil- lisekunden in Reihe zwischen den beiden Anschlussklemmen im Strompfad. Der gesamte, durch eine Überlast-oder einen Kurz- schluss bedingte, Strom I fließt demnach erst nach der Kommu- tierung über die Leiterschleife 10,13. Dadurch wird eine sig- nifikante Reduzierung der Erwärmung des Schaltgeräts 1 er- reicht, so dass an den thermischen Auslöser 4 geringere An- forderungen bezüglich der Kompensation der Eigenerwärmung ge- stellt werden können. Kostensparend wirkt sich in diesem Zu- sammenhang auch der Einsatz von günstigeren Materialien mit einem geringeren Leitwert, wie etwa Stahl an Stelle von Kup- fer für die Leiterschleife 10,13 aus.

Durch die Anordnung der Leiterschleife 10,13 im Wesentlichen in der Zone der Schaltkammer 12 wird der Lichtbogen 11 im Sinne einer Bündelung bzw. Lenkung des Magnetfelds magnetisch beeinflusst. Die Stromflussrichtung in dem ersten Teilbereich 13a der Leiterschleife 10,13 ist der des Lichtbogens 11 ent- gegengesetzt. Gegensinnig stromdurchflossene Leiter-hier Lichtbogen 11 und erster Teilbereich 13a-weisen einander abstoßende Magnetfelder auf, wodurch der Lichtbogen 11 zwi- schen den beiden Lichtbogen-Leitschienen 7,10 in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer 8 gedrückt wird, da die Leiterschleife 10,13 ortsfest und biegesteif ausgeführt ist. Ferner ist die Stromflussrichtung in dem zweiten Teilbereich 13b der Leiter- schleife 10,13 der des Lichtbogens 11 gleichgesetzt. Gleich- sinnig stromdurchflossene Leiter-hier Lichtbogen 11 und zweiter Teilbereich 13b-weisen einander anziehende Magnet- felder auf, wodurch der Lichtbogen 11 zwischen den beiden Lichtbogen-Leitschienen 7,10 in Richtung der Lichtbogen- Löschkammer 8 auf Grund der ortsfesten und biegesteifen Lei- terschleife 10,13 gezogen wird.

Diese, durch die Kraft F auf Grund der bogenförmig angeordne- ten Teilbereiche 13a und 13b bedingten, Wirkungen erfolgen schlagartig nach der Lichtbogenkommutierung. Dabei wirken ne- ben den Abstoßungskräften auch Anziehungskräfte auf den Lichtbogen 11 ein, die ihn auch auf Grund seiner dabei ent- stehenden Eigendynamik in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer zwingt und so ein schnelles Einlaufen und Löschen unter- stützt. Der Lichtbogen 11 wird in seiner Bewegung stark be- schleunigt, da der gesamte Überlast-oder Kurzschlussstrom über die Leiterschleife 10,13 fließt, bevor er letztlich über den dritten Teilbereich 13c zu der weiteren Anschlussklemme zu einem hier nicht dargestellten Verbraucher gelangt. Je hö- her der Strom im Fehlerfall ausfällt, desto stärker ist die den Lichtbogen treibende Kraft. Ein dabei entstehender ver- gleichsweise langer Strompfad bedingt einen großen Innenwi- derstand und dadurch eine hohe Strombegrenzung ; das Schalt- vermögen des Schaltgeräts 1, insbesondere Schutzschaltgerät, steigt.

Die zuvor erläuterte Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden : Um eine Lichtbogen-Löschvorrichtung für ein Schaltgerät 1 an- zugeben, die mit einfachen Mitteln eine schnelle Löschung ei- nes Lichtbogens bei einer geringen Eigenerwärmung gewährleis- tet, ist eine Strom-Leiterbahn 13, die einen elektrisch lei- tenden Übergang zu der weiteren Lichtbogen-Leitschiene 10 im Sinne einer Leiterschleife 10,13 aufweist und gegenüber einem Schaltkontaktpaar 5,6 elektrisch isoliert ist, wobei die Lei- terschleife 10,13 verbindungsfrei zu dem Schaltkontaktpaar 5,6 und im Bereich einer Schaltkammer 12 derart angeordnet ist, dass bei kommutiertem Lichtbogen 11 von einem der Schaltkontakte 5 ; 6 auf die weitere Lichtbogen-Leitschiene 10 ein den Lichtbogen 11 in die Lichtbogen-Löschkammer 8 trei- bender Strom I über die Strom-Leiterbahn 13 geführt ist.