Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRICAL PROTECTIVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/013091
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an electrical protective device having a first contact piece (1) and a second contact piece (11) which each have at least one contact surface (2, 12), wherein the contact surfaces (2, 12) of the first contact piece (1) and of the second contact piece (11) are operatively connected in order to pass a current through them, and can be disconnected from one another in order to switch off the current flow, wherein the first contact piece (1) is arranged such that it can move in the electrical protective device, and the second contact piece (11) is mounted in the electrical protective device such that it can rotate about a rotation axis (14), in which protective device the second contact piece (11) is arranged on a substrate body (13), and in that at least one part of the rotation axis (14) runs through the orthogonal projection of the touching surface (15) between the second contact piece (11) and the substrate body (13), in the direction of the substrate body (13).

Inventors:
RITZER, Thomas (Tettelbachstr. 1, Burglengenfeld, 93133, DE)
Application Number:
EP2008/058053
Publication Date:
January 29, 2009
Filing Date:
June 25, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
RITZER, Thomas (Tettelbachstr. 1, Burglengenfeld, 93133, DE)
International Classes:
H01H1/22; H01H3/02; H01H9/32; H01H73/04; H01H73/18
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Schutzeinrichtung mit einem ersten

Kontaktstück (1) und einem zweiten Kontaktstück (11), die jeweils wenigstens eine Kontaktfläche (2, 12) aufweisen, wobei die Kontaktflächen (2, 12) des ersten Kontaktstückes

(I) und des zweiten Kontaktstückes (11) zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt stehen und zur Abschaltung des

Stromflusses voneinander trennbar sind, wobei das erste Kontaktstück (1) beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist und das zweite Kontaktstück

(II) um eine Drehachse (14) drehbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kontaktstück (11) auf einem Substratkörper (13) angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil der Drehachse

(14) durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche

(15) zwischen dem zweiten Kontaktstück (11) und dem Substratkörper (13) in Richtung des Substratkörpers (13) verläuft .

2. Elektrische Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) parallel zu der Berüh- rungsfläche (15) verläuft.

3. Elektrische Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Drehachse

(14) durch den Substratkörper (13) verläuft.

4. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) als elektrischer Leiter ausgebildet ist.

5. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) die Längsachse des durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche (15) gebildeten dreidimensionalen Körpers schnei- det.

6. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratkörper (13) eine quaderförmige Gestalt aufweist.

7. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) parallel oder koaxial zur Längsachse (16) des Substratkörpers (13) verläuft und dass die Drehachse (14), bezogen auf einen Schnitt durch den Substratkörper (13) senkrecht zur Längsachse (16), im mittleren Drittel des Substratkörpers (13) verläuft.

8. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlageinrichtung

(30) zur Begrenzung der Drehbewegung des drehbar gelagerten Substratkörpers (13) vorgesehen ist, wobei die Anschlageinrichtung (30) auf der dem ersten Kontaktstück (1) abgewandten Seite des Substratkörpers (13) angeordnet ist.

9. Elektrische Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Substratkörpers (13) durch Anschlag eines Endes des Substratkörpers (13) an die Anschlageinrichtung (30) begrenzbar ist.

10. Elektrische Schutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung (30) den Substratkörper (13) nach einer Drehung des Substratkörpers (13)

von 150° bis 350°, bevorzugt von 180°, um die Drehachse (14) begrenzt .

11. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktstück

(1) schwenkbar und/oder verschiebbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist.

12. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktstück

(1) um eine Drehachse drehbar gelagert in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist.

13. Elektrische Schutzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des ersten Kontaktstückes

(1) parallel zur Drehachse (14) zweiten Kontaktstückes (11) verläuft .

14. Elektrische Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische

Schutzeinrichtung als überstromschutzeinrichtung oder Kurzschlussschutzeinrichtung, insbesondere als ein Leitungsschutzschalter oder ein Leistungsschalter, ausgebildet ist.

Description:

Beschreibung

Elektrische Schutzeinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schutzeinrichtung mit einem ersten Kontaktstück und einem zweiten Kontaktstück, die jeweils wenigstens eine Kontaktfläche aufweisen, wobei die Kontaktflächen des ersten Kontaktstückes und des zweiten Kontaktstückes zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt stehen und zur Abschaltung des Stromflusses voneinander trennbar sind, wobei das erste Kontaktstück beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist und das zweite Kontaktstück um eine Drehachse drehbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist.

Elektrische Schutzeinrichtung, insbesondere überstromschutz- einrichtungen, wie Leistungsschalter, dienen unter anderem dem sicheren Abschalten bei einem Kurzschluss und schützen dadurch Verbraucher und Anlagen. Ferner eignen sich elektrische oder mechanische überstromschutzeinrichtungen für das betriebsmäßige, manuelle Schalten von Verbrauchern sowie zur sicheren Trennung einer Anlage vom Stromnetz bei Wartungsarbeiten oder änderungen an der Anlage. Elektrische Schutzein- richtungen bzw. überstromschutzeinrichtungen, insbesondere

Leistungsschalter, werden häufig elektromagnetisch betrieben,

D.h., derartige elektrische Schutzeinrichtung sind technisch hochwertige elektrische Schaltgeräte mit integriertem Schutz für Motoren, Leitungen, Transformatoren und Generatoren. Ihren Einsatz finden sie in der Regel an Stellen mit geringer Schalthäufigkeit. Derartige elektrische Schutzeinrichtung bzw. derartige überstromschutzeinrichtungen, insbesondere

Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter, sind neben dem Kurzschlussschutz auch für den überlastschutz geeignet.

Im Fall eines Kurzschlusses schaltet eine elektrische Schutz- einrichtung bzw. eine überstromschutzeinrichtung eine elektrische Anlage sicher ab. Somit bieten diese einen Sicherungsschutz vor überlastung. Jeder Leiter, durch den Strom fließt, erwärmt sich mehr oder weniger stark. Die Erwärmung hängt dabei vom Verhältnis der Stromstärke zum Leiterquerschnitt, der so genannten Stromdichte, ab. Die Stromdichte darf nicht zu groß werden, da sonst durch zu hohe Erwärmung die Leiterisolation verschmoren und möglicherweise ein Brand ausgelöst werden kann. Um elektrische Anlagen gegen diese schädigenden Auswirkungen zu schützen, werden insbesondere Leistungsschal- ter oder Leitungsschutzschalter als elektrische Schutzeinrichtung bzw. als überstromschutzeinrichtungen verwendet.

Strombegrenzende Leitungsschutzschalter und Leistungsschalter weisen zwei voneinander getrennt wirkende Auslösemechanismen für den überlast- und Kurzschlussschutz auf. Beide Auslöser sind in Reihe geschaltet. Den Schutz beim Kurzschluss übernimmt ein zeitlich nahezu unverzögert wirkender elektromagnetischer Auslöser. Bei einem Kurzschluss entklinkt der elektromagnetische Auslöser ein Schaltschloss des Leistungsschal- ters unverzögert. Ein Schaltanker trennt das Schaltstück, d.h. das bewegliche Kontaktstück, ehe der Kurzschlussstrom seinen Höchstwert erreichen kann.

Wie ein Leistungsschalter oder eine Sicherung kann ein Lei- tungsschutzschalter den Stromkreis nicht nur bei überlast, sondern auch bei einem Kurzschluss selbsttätig abschalten.

Bekannte elektrische Schutzeinrichtungen bzw. überstromschutzeinrichtungen, d.h. Leitungsschutzschalter bzw. Leis-

tungsschalter, weisen einen Kontaktschieber und ein erstes bewegliches Schaltstück, d.h. ein bewegliches Kontaktstück, auf. Das erste bewegliche Kontaktstück weist wenigstens einen elektrischen Kontakt, d.h. eine Kontaktfläche, auf. Ferner weisen derartige elektrische Schutzeinrichtungen bzw. über- stromschutzeinrichtungen wenigstens ein weiteres, zum Teil auch bewegliches, Kontaktstück zu einer Stromleitung auf. In einem eingeschalteten Zustand kontaktiert der wenigstens eine elektrische Kontakt des ersten beweglichen Kontaktstückes das wenigstens eine weitere Kontaktstück der elektrische Schutzeinrichtungen bzw. der überstromschutzeinrichtung. Im Kurzschlussfall wird der wenigstens eine elektrische Kontakt, d.h. die Kontaktfläche, des ersten beweglichen Kontaktstückes von dem wenigstens einem weiteren Kontaktstück gelöst, so dass der Stromfluss unterbrochen wird.

Derartige bekannte elektrische Schutzeinrichtungen weisen ein erstes bewegliches Kontaktstück und ein zweites bewegliches Kontaktstück auf, wobei die Kontaktstücke jeweils wenigstens eine Kontaktfläche aufweisen und wobei die Kontaktflächen des ersten Kontaktstückes und des zweiten Kontaktstückes zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt stehen und zur Abschaltung des Stromflusses voneinander trennbar sind. Bei einer Kurzschlussabschaltung werden beide beweglichen Kon- taktstücke entweder durch Federkraft und/oder durch die Bewegung eines Ankers voneinander getrennt. Dabei können beide Kontaktstücke voneinander wegbewegt werden.

Aus der deutschen Patentschrift DE 35 39 976 C2 ist ein Leis- tungsschalter mit einem ersten Kontaktstück und einem zweiten Kontaktstück bekannt. Beide Kontaktstücke weisen wenigstens eine Kontaktfläche auf, wobei die Kontaktflächen des ersten Kontaktstückes und des zweiten Kontaktstückes zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt stehen und zur Abschaltung des

Stromflusses voneinander trennbar sind. Ferner ist bekannt, dass das erste Kontaktstück beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist und dass auch das zweite Kontaktstück beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist.

Die deutsche Auslegeschrift 1 763 007 offenbart ebenfalls eine derartige elektrische Schutzeinrichtung. So sind in der dortigen Fig. 1 zwei bewegliche Kontaktsysteme dargestellt. Eines der beweglichen Kontaktsysteme weist ein Schaltstück und einen flexiblen Leiter auf. Das weitere Kontaktsystem weist ebenfalls ein Schaltstück sowie eine bewegliche Windung, die das Schaltstück trägt, auf.

Auch aus der US 2005/01848337 Al ist eine Kontakteinrichtung mit einem ersten und einem zweiten beweglich gelagerten Kontaktträger bekannt. An den Enden der Kontaktträger sind jeweils Kontakte angeordnet. Beide Kontaktträger sind über Federelemente beweglich um entsprechende Drehachsen drehbar ge- lagert.

Bei elektrischen Schutzeinrichtungen, wie strombegrenzenden Leitungsschutzschaltern oder Leistungsschaltern, entsteht im Falle einer Kurzschlussabschaltung bei der Kontaktöffnung zwischen den sich trennenden Kontaktstücken ein Lichtbogen. Dieser Lichtbogen wandert zuerst von den Kontaktflächen weg und läuft bei den bekannten elektrischen Schutzeinrichtungen entlang einer Laufschiene in eine sogenannte Löschkammer ein. D.h., beim Trennen der Kontaktstelle zwischen den Kontaktstü- cken entsteht ein Lichtbogen. Der Stromkreis ist jedoch erst mit Erlöschen des Lichtbogens getrennt. Um zu verhindern, dass der Lichtbogen aufgrund seiner hohen Temperatur den Leitungsschutzschalter bzw. den Leistungsschalter beschädigt und zu gewährleisten, dass der überstrom unterbrochen wird, muss

der Lichtbogen innerhalb kürzester Zeit erlöschen. Bekannte elektrische Schutzeinrichtungen, wie Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter, besitzen zu diesem Zweck eine Löschkammer, welche aus mehreren Metallblechen besteht. Die Me- tallbleche sind meist parallel angeordnet und weisen gleichmäßige Luftspalte auf.

Nachteilig bei den zuvor erwähnten elektrischen Schutzeinrichtungen ist, dass diese den entstehenden Lichtbogen häufig nicht schnell genug löschen können. Die jeweiligen Kontaktstücke sind auf relativ großdimensionierten Trägern angeordnet, wobei die Kontaktstücke an einem Ende der Träger und eine Drehachse an dem anderen Ende des jeweiligen Trägers vorgesehen sind. Beim Trennen der Kontaktstücke verschwenken die Träger, wofür viel Platz benötigt wird. Durch die relativ großdimensionierten Träger weist auch die elektrische Schutzeinrichtung relativ große Abmaße auf. Diese relativ groß dimensionierten Träger-Kontaktstück-Einheiten sind ferner aufwendig und daher teuer ausgebildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schutzeinrichtung, insbesondere eine überstromschutzeinrichtung, wie einen Leistungsschalter oder einen Leitungsschutzschalter, zu schaffen, die ein besonders schnelles, einfaches und kostengünstiges Erlöschen des beim Abschalten entstehenden Lichtbogens gewährleistet. Ferner sollen die Dimensionen der elektrischen Schutzeinrichtung möglichst klein gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Schutzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine elektrische Schutzeinrichtung mit einem ersten Kontaktstück und einem zweiten Kontaktstück, die jeweils wenigstens eine Kontaktfläche aufweisen, wobei die Kontaktflächen des ersten Kontaktstückes und des zweiten Kontaktstückes zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt stehen und zur Abschaltung des Stromflusses voneinander trennbar sind, wobei das erste Kontaktstück beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist und das zweite Kontaktstück um eine Drehachse drehbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist, bei der das zweite Kontaktstück auf einem Substratkörper angeordnet ist und bei der wenigstens ein Teil der Drehachse durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche zwischen dem zweiten Kontaktstück und dem Substratkörper in Richtung des Substratkörpers verläuft, gelöst.

Beide Kontaktstücke der elektrischen Schutzeinrichtung sind beweglich in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet. Durch die spezielle Anordnung der Drehachse zum zweiten Kontaktstück bzw. dem Substratkörper kann das zweite Kontaktstück sehr schnell von dem ersten Kontaktstück weggedreht werden. D.h., die beiden Kontaktstücke werden nicht einfach auseinandergeschwenkt, sondern das zweite Kontaktstück wird so gedreht, dass der Substratkörper, auf dem das zweite Kontaktstück angeordnet ist, zwischen das erste und das zweite Kontaktstück gedreht wird. Durch die schnelle Drehung des Substratkörpers und damit des zweiten Kontaktstückes um die Drehachse wird dem Lichtbogen schnell eine Elektrode entzo- gen, so dass dieser schnell erlöschen kann. Dadurch, dass wenigstens ein Teil der Drehachse durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche zwischen dem zweiten Kontaktstück und dem Substratkörper verläuft, kann das zweite Kontaktstück schnell vom ersten Kontaktstück getrennt werden. Durch die

schnelle Drehung und das Dazwischendrängen des Substratkörpers zwischen die beiden Kontaktstücke wird der Lichtbogen schnell in die Länge gezogen. Bevorzugt verläuft der wenigstens eine Teil der Drehachse in unmittelbarer Nähe zu dem Substratkörper durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche. Die Berührungsfläche ist die Fläche, an der das zweite Kontaktstück den Substratkörper berührt. Die Drehachse ist auf der dem zweiten Kontaktstück abgewandten Seite des Substratkörpers angeordnet.

Durch die unmittelbare Drehung des Substratkörpers und damit des zweiten Kontaktstückes um die naheliegende Drehachse wird der Lichtbogen zwischen den Kontaktflächen der beiden Kontaktstücke schnell in die Länge gezogen. D.h., die Lichtbo- genspannung steigt durch das Wegdrehen des zweiten Kontaktstückes schnell an, wodurch es schneller zu einem Abreißen des Lichtbogens kommt.

Das zweite Kontaktstück ist drehbar um die Drehachse in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert. Dabei kann der Substratkörper, auf dem das zweite Kontaktstück angeordnet ist, direkt oder indirekt mit der Drehachse verbunden sein. So ist denkbar, dass der Substratkörper über Befestigungsstangen an der Drehachse fixiert ist.

Dadurch, dass beide Kontaktstücke beweglich angeordnet sind, wird eine noch schnellere Verlängerung des Lichtbogens erzwungen. Die beiden Kontaktstücke bewegen sich dabei in entgegengesetzte Richtungen. Durch die Bewegung beider Kon- taktstücke in entgegengesetzte Richtungen und das sofortige Wegdrehen des zweiten Kontaktstückes von dem ersten Kontaktstück steigt die Lichtbogenspannung vorteilhafterweise schnell an.

Bevorzugt ist eine elektrische Schutzeinrichtung, bei der die Drehachse parallel zu der Berührungsfläche verläuft. Hierdurch werden der Substratkörper und damit das zweite Kontaktstück gleichmäßig um die Drehachse gedreht. Der Substratkör- per und das zweite Kontaktstück werden umso schneller um die Drehachse gedreht, je näher die Drehachse an dem Substratkörper angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist daher eine elektrische Schutzeinrichtung, bei der wenigstens ein Teil der Drehachse durch den Substratkörper verläuft. Diese Anordnung der Drehachse und des Substratkörpers zueinander stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Schutzeinrichtung dar. Die Drehachse verläuft vorteilhafterweise parallel zu der Berührungsfläche durch den Substratkörper. Die Entfernung der Kontaktfläche des zweiten Kontaktstückes zu der Drehachse ist dadurch sehr gering, wodurch die Drehung des zweiten Kontaktstückes, nach dem Auftreten eines Kurzschlusses und einem Trennen der Kontaktflächen der beiden Kontaktstücke voneinander, sehr schnell erfolgt. Hierdurch kann die Bogenspannung des entstehenden Lichtbogens schnell ansteigen, so dass es zu einem baldigen Abreißen des Lichtbogens kommt.

Nach der öffnung der Kontaktflächen der beiden Kontaktstücke wird dem Lichtbogen durch Wegdrehen des zweiten Kontaktstü- ckes eine Kontaktfläche, d.h. eine Elektrode, schnell entzogen. Der Lichtbogen wird durch das Wegdrehen der Kontaktfläche schnell verlängert, so dass die Bogenspannung deutlich ansteigt. Somit führt bereits in der Entstehungsphase des Lichtbogens die höhere Bogenspannung zu einem geringeren Kurzschlussstromanstieg, so dass die Belastungen für Leitungen und Anlagen deutlich reduziert werden.

Das zweite Kontaktstück ist elektrisch leitend mit der elektrischen Schutzeinrichtung verbunden. Dabei kann vorteilhaft-

erweise die Drehachse selbst als elektrischer Leiter ausgebildet sein. Dies spart zusätzliche Verkabelungen zu dem zweiten Kontaktstück.

Die Drehachse kann beweglich innerhalb der elektrischen

Schutzeinrichtung angeordnet sein. Die Drehachse kann beispielsweise verschwenk- und/oder verschiebbar innerhalb der elektrischen Schutzeinrichtung befestigt sein. Hierdurch kann im Kurzschlussfall das zweite Kontaktstück noch schneller von dem ersten Kontaktstück entfernt werden und entsprechend die Bogenspannung des Lichtbogens erhöht werden. Bevorzugt ist aber eine elektrische Schutzeinrichtung, bei der die Drehachse feststehend in der elektrischen Schutzeinrichtung ausgebildet ist. Dies spart zum einem Kosten, da ei- ne feststehende Lagerung der Drehachse einfacher zu realisieren ist, als eine bewegliche Anordnung. Zum anderen kann die Drehung des zweiten Kontaktstückes um eine feststehende Drehachse besser gesteuert werden, da die Drehung zweidimensional und nicht dreidimensional erfolgt.

Eine weitere bevorzugte elektrische Schutzeinrichtung sieht vor, dass die Drehachse die Längsachse des durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche gebildeten dreidimensionalen Körpers schneidet. Durch die orthogonale Projektion der Berührungsfläche in Richtung des Substratkörpers entsteht ein endloser dreidimensionaler Körper. Die Längsachse dieses Körpers verläuft senkrecht zu der Berührungsfläche und im Idealfall auch zu dem Substratkörper. Schneidet die Drehachse die Längsachse des projizierten imaginären Körpers, verläuft die Drehachse mittig bzw. annähernd mittig bezüglich der Berührungsfläche. D.h., die Drehachse verläuft mittig bzw. annähernd mittig zu der durch das zweite Kontaktstück abgedeckten Fläche an dem Substratkörper. Insbesondere bei einem Substratkörper mit einer relativ geringen Dicke ist die Drehach-

se dem zweiten Kontaktstück daher sehr nahe zugeordnet, so dass die Drehung des zweiten Kontaktstückes um die Drehachse sehr schnell erfolgen kann, was zu einem schnellen Anstieg der Bogenspannung des Lichtbogens führt.

Der Substratkörper der elektrischen Schutzeinrichtung kann verschiedenartige Formen aufweisen. Er weist vorteilhafterweise die Gestalt eines runden oder eckigen scheibenförmigen Körpers auf. Besonders bevorzugt weist der Substratkörper ei- ne quaderförmige Gestalt auf. Bevorzugt weist der quaderförmige Substratkörper eine geringe Dicke auf. Dies entspricht weitestgehend einem eckigen scheibenförmigen Körper. Das zweite Kontaktstück ist bevorzugt mittig oder leicht außermittig auf dem Substratkörper angeordnet.

Durch die Lagerung des Substratkörpers und damit des zweiten Kontaktstückes um die Drehachse, kann das zweite Kontaktstück um einen beliebigen Winkel um die Drehachse gedreht werden. So kann das zweite Kontaktstück beispielsweise um 180° oder mehr um die Drehachse gedreht werden, nachdem die Kontaktflächen voneinander getrennt sind.

Durch die Drehung des zweiten Kontaktstückes, beispielsweise um 180° oder mehr, kann der Lichtbogen in einen engen Spalt oder auch in ein Labyrinth gezwungen werden, was die Bogenspannung durch folgende Effekte erhöht: Verlängerung des Lichtbogens, Einengung des Lichtbogens, Kühlung des Lichtbogens durch stärkeren Kontakt mit den Wänden und Druckerhöhung. Außerdem wird durch das Wegdrehen bzw. das Wegschwen- ken/Verschieben der Kontaktstücke die Gefahr der Rückzündung des Lichtbogens erheblich reduziert.

Bevorzugt ist ferner eine elektrische Schutzeinrichtung, bei der die Drehachse parallel oder koaxial zur Längsachse des

Substratkörpers verläuft und bei der die Drehachse, bezogen auf einen Schnitt durch den Substratkörper senkrecht zur Längsachse, im mittleren Drittel des Substratkörpers verläuft. In einer vorteilhaften Ausführungsform verläuft die Drehachse koaxial zu der Längsachse des Substratkörpers.

Hierdurch ist die Gewichtsverteilung des Substratkörpers hinsichtlich der Lage zur Drehachse überall gleich. Der Substratkörper kann daher ohne großen Kraftaufwand um die Drehachse gedreht werden. Das zweite Kontaktstück kann dabei mit- tig über der Drehachse angeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das zweite Kontaktstück etwas versetzt zu der Drehachse an dem Substratkörper befestigt ist.

Des Weiteren ist eine elektrische Schutzeinrichtung bevor- zugt, bei der eine Anschlageinrichtung zur Begrenzung der

Drehbewegung des drehbar gelagerten Substratkörpers vorgesehen ist, wobei die Anschlageinrichtung auf der dem ersten Kontaktstück abgewandten Seite des Substratkörpers angeordnet ist. Die Anschlageinrichtung ist insbesondere dann vorteil- haft, wenn die Drehachse etwas versetzt und parallel zu

Längsachse des Substratkörpers verläuft. Hierdurch kann die Anschlageinrichtung derart an der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet werden, dass ein Ende des Substratkörpers bei der Drehung desselben nicht an die Anschlageinrichtung an- schlägt, während das zweite Ende des Substratkörpers an die Anschlageinrichtung anschlägt. Die Anschlageinrichtung begrenzt den Substratkörper daher erst nach einer definierten Drehung um die Drehachse, beispielsweise von 180°.

Die Anschlageinrichtung dient zum einen zur Begrenzung der Drehbewegung des Substratkörpers und zum anderen zur Einengung des Lichtbogenkanals und damit zur nochmaligen Erhöhung der Lichtbogenspannung. Zumindest das zweite Kontaktstück

wird nach dem Anschlag an die Anschlageinrichtung in seiner Drehbewegung gestoppt.

Falls die elektrische Schutzeinrichtung zwei drehbar gelager- te Kontaktstücke aufweist, kann eines der Kontaktstücke oder auch beide der Kontaktstücke eine Anschlageinrichtung aufweisen. Die Anschlageinrichtung (en) ist/sind aus isolierenden Materialien, beispielsweise aus Kunststoff oder aus Keramik, ausgebildet .

Vorzugsweise begrenzt die Anschlageinrichtung den Substratkörper nach einer Drehung des Substratkörpers von 150° bis 350°, bevorzugt von 180°, um die Drehachse. Durch eine Drehung um mindestens 150° um die Drehachse, wird eine ausrei- chend hohe Bogenspannung auf den Lichtbogen ausgeübt, damit dieser abreißt.

Die elektrische Schutzeinrichtung kann ferner vorsehen, dass das erste Kontaktstück schwenkbar und/oder verschiebbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist und/oder dass das erste Kontaktstück um eine zweite Drehachse drehbar gelagert in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet ist. D.h., neben der Drehung des zweiten Kontaktstückes kann parallel das erste Kontaktstück schwenkbar und/oder verschieb- bar und/oder drehbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert sein. Beim Abschalten bewegen sich die beiden Kontaktstücke, insbesondere die Kontaktflächen der beiden Kontaktstücke, voneinander weg. Das erste Kontaktstück ist bevorzugt derart beweglich an der elektrischen Schutzeinrich- tung angeordnet, dass dieses bei einer Kurzschlussabschaltung zusammen mit dem zweiten Kontaktstück bewegt wird. Dabei kann das erste Kontaktstück entweder federelastisch vorgespannt sein oder ebenfalls durch die Bewegung eines Ankers bewegt werden. Das erste Kontaktstück wird dabei von der Drehachse

des zweiten Kontaktstückes weg bewegt, so dass das zweite Kontaktstück sich frei um seine Drehachse drehen kann.

Insbesondere ist eine elektrische Schutzeinrichtung bevor- zugt, bei der das erste Kontaktstück um eine Drehachse drehbar in der elektrischen Schutzeinrichtung gelagert ist. D.h., sowohl das zweite Kontaktstück, als auch das erste Kontaktstück verdrehen sich nach Berührung des Ankers um ihre Drehachsen. Vorteilhafterweise wird eines der beiden Kontaktstü- cke zusätzlich aus seiner Kontaktlage verschoben und/oder verschwenkt, damit sich die Kontaktstücke nicht gegenseitig an einer Drehung hindern.

Die Drehachse des ersten Kontaktstückes verläuft vorzugsweise parallel zur Drehachse des zweiten Kontaktstückes.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Schutzeinrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Kontaktstück auf einem drehbar gelagerten Sub- stratkörper angeordnet sind. Als Substratkörper dient insbesondere ein isolierendes Material, beispielsweise ein Material aus Kunststoff oder aus Keramik. Die Drehachsen der Kontaktstücke verlaufen vorteilhafterweise durch den isolierenden Substratkörper des jeweiligen Kontaktstückes. Hierdurch wird das Weiterleiten des Stromes entlang der Drehachsen verhindert, es sei denn die Drehachsen sollen als elektrische Leiter dienen. Die Drehungen der Substratkörper sind bevorzugt durch die Anschlageinrichtungen begrenzbar. D.h., nach einer bestimmten Verdrehung eines Kontaktstückes bzw. eines Substratkörpers, schlägt dieses/dieser an die Anschlageinrichtung an, so dass der Lichtbogenkanal eingeengt wird.

Bevorzugt ist eine elektrische Schutzeinrichtung, die als ü- berstromschutzeinrichtung oder Kurzschlussschutzeinrichtung,

insbesondere als ein Leitungsschutzschalter oder ein Leistungsschalter, ausgebildet ist. Es ist ferner denkbar, dass die elektrische Schutzeinrichtung als Motorschutzschalter ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschwenkachse des ersten Kontaktstückes parallel zur Drehachse des zweiten Kontaktstückes ausgerichtet. Hierdurch wird eine gerichtete Verschwenkung des ersten Kontaktstückes von dem zweiten Kon- taktstück sicher gestellt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Drehachse des ersten Kontaktstückes parallel zur Drehachse des zweiten Kontaktstückes ausgerichtet. Dies gewährleistet eine ge- richtete Drehung der Kontaktstücke zueinander. Ein Verkanten der Kontaktstücke wird dadurch vermieden. Die Drehachse des ersten Kontaktstückes entspricht hierbei nicht der Verschwenkachse des ersten Kontaktstückes.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen geschlossenen Kontakt der beiden Kontaktstü- cke;

Figur 2 die Position der Kontaktstücke direkt nach Auslösen der elektrischen Schutzeinrichtung mit einem Lichtbogen zwischen den Kontaktflächen;

Figur 3 einen auseinandergezogenen Lichtbogen zwischen der Kontaktfläche des ersten Kontaktstückes und der Kontaktfläche des zweiten Kontaktstückes;

Figur 4 den eingeengten Lichtbogenkanal;

Figur 5 eine Position der Kontaktstücke nach dem Erlöschen des Lichtbogens;

Figur 6 einen geschlossenen Kontakt der beiden Kontaktstücke mit einer Drehachse außerhalb des Substratkörpers .

Fig. 1 zeigt ein erstes Kontaktstück 1 und ein zweites Kontaktstück 11 einer elektrischen Schutzeinrichtung, insbesondere einer überstromschutzeinrichtung, wie eines Leistungsschalters oder eines Leitungsschutzschalters. In dieser Darstellung ist der geschlossene Zustand der Kontaktstücke 1 und 11, d.h. der Zustand der Kontaktstücke 1, 11 vor einem Kurz- schluss, gezeigt. Das zweite Kontaktstück 11 weist eine Kontaktfläche 12 und einen Substratkörper 13 auf. Der Substratkörper 13 ist aus einem isolierenden Material ausgebildet. Das zweite Kontaktstück 11 ist drehbar um eine Drehachse 14 gelagert. Die Drehachse 14 ist bevorzugt fest innerhalb der elektrischen Schutzeinrichtung, d.h. an dem Gehäuse der e- lektrischen Schutzeinrichtung, befestigt. Die Drehachse 14 durchläuft den Substratkörper 13 des zweiten Kontaktstückes 11, wobei diese parallel zu der Berührungsfläche 15 zwischen dem Substratkörper 13 und dem zweiten Kontaktstück 11 angeordnet ist. In dieser Darstellung steht die Kontaktfläche 2 des ersten Kontaktstückes 1 mit der Kontaktfläche 12 des zweiten Kontaktstückes 11 zum Durchfluss eines Stromes in Wirkkontakt. Das erste Kontaktstück 1 ist in dieser Ausfüh- rungsform verschwenkbar gelagert, wobei die Drehachse des ersten Kontaktstückes 1 nicht dargestellt ist. Im Fig. 1 ist ferner eine Anschlageinrichtung 30 zum Anschlagen des zweiten Kontaktstückes 11 darstellt. Die Anschlageinrichtung 30 ist

aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff oder Keramik, ausgebildet.

Die Drehachse 14 durchläuft die orthogonale Projektion der Berührungsfläche 15 in Richtung des Substratkörpers 13. Hierdurch erfolgt die Drehung des Substratkörpers 13 und damit des zweiten Kontaktstückes 11 sehr schnell, da der Abstand zwischen dem zweiten Kontaktstück 11 und der Drehachse 14 sehr gering ist. Dies hat vorteilhafterweise zur Folge, dass schnell eine hohe Bogenspannung des Lichtbogens 20 aufgebaut werden kann. Dies wiederum führt zu einem schnellen Erlöschen des Lichtbogens 20.

In der Fig. 2 ist die Position der Kontaktstücke 1, 11 direkt nach Auslösen der elektrischen Schutzeinrichtung dargestellt. Zwischen den beiden Kontaktflächen 2 und 12 des ersten Kontaktstückes 1 und des zweiten Kontaktstückes 11 ist ein Lichtbogen 20 ausgebildet. Das zweite Kontaktstück 11 wird durch einen nicht dargestellten Anker oder durch Federkraft aus seiner leitenden Position, wie in Fig. 1 dargestellt, verdreht. Das erste Kontaktstück 1 wird parallel zur Drehung des zweiten Kontaktstückes 11 durch den Anker oder durch Federkraft aus seiner in Fig. 1 dargestellten leitenden Position verschwenkt. Die beiden Kontaktflächen 2, 12 der Kon- taktstücke 1, 11 entfernen sich voneinander. Der Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück 1, 11 wird geöffnet, woraufhin sich der Lichtbogen 20 bildet.

In der Fig. 3 ist der entstandene Lichtbogen 20 in die Länge gezogen. Das zweite Kontaktstück 11 hat eine Drehung von ungefähr 100° um seine Drehachse 14 vollzogen, während das erste Kontaktstück 1 um ungefähr 5-15° aus seiner Ausgangsposition, wie in Fig. 1 gezeigt, verschwenkt worden ist. Durch die Verschwenkung des ersten Kontaktstückes 1 wird gewähr-

leistet, dass das zweite Kontaktstück 11 sich frei drehen kann und nicht durch Aufprall auf das erste Kontaktstück 1 in seiner Drehbewegung begrenzt wird. Würde das erste Kontaktstück 1 in dieser Ausführungsform nicht verschwenkt werden, würde der Substratkörper 13 des zweiten Kontaktstückes 11 gegen das erste Kontaktstück 1, insbesondere gegen den Ver- schwenkarm 3 des ersten Kontaktstückes 1 schlagen, so dass eine weitere Verdrehung des zweiten Kontaktstückes 11 eventuell verhindert werden würde. Es aber auch denkbar, dass das erste Kontaktstück 1 gerade durch den Anschlag des zweiten Kontaktstückes 11 bzw. des Substratkörpers 13 des zweiten Kontaktstückes 11 aus seiner Kontaktposition verschwenkt wird. Das zweite Kontaktstück 1 wäre dann der Auslöser für die Verschwenkung und/oder Verschiebung des ersten Kontakt- Stückes 1. Der Lichtbogen 20 wird durch die Verdrehung des zweiten Kontaktstückes 11 sowie die Verschwenkung des ersten Kontaktstückes 1 schnell in die Länge gezogen. Hierdurch wird eine höhere Lichtbogenspannung erzeugt.

Fig. 4 zeigt den durch die Anschlageinrichtung 30 und den verdrehten Substratkörper 13 gebildeten engen Lichtbogenkanal, der eine deutliche Erhöhung der Lichtbogenspannung bewirkt. Die Anschlageinrichtung 30 ist dabei vorteilhafterweise derart in der elektrischen Schutzeinrichtung angeordnet, dass in dieser Ausführungsform der elektrischen Schutzeinrichtung nach einer Drehung des zweiten Kontaktstückes 11 um 180° das zweite Kontaktstück 11 bzw. der Substratkörper 13 des zweiten Kontaktstückes 11 an die Anschlageinrichtung 30 prallt und so der Lichtbogen in einen engen Kanal gezwängt wird, so dass die Lichtbogenspannung sehr stark ansteigt. Es sind aber auch andere Positionen der Anschlageinrichtung 30 innerhalb der elektrischen Schutzeinrichtung möglich, so dass das zweite Kontaktstück 11 oder der Substratkörper 13 des zweiten Kontaktstückes 11 bereits bei einer Drehung von weni-

ger als 180° gegen die Anschlageinrichtung 30 anschlägt. Ferner kann die Anschlageinrichtung 30 derart innerhalb der e- lektrischen Schutzeinrichtung angeordnet sein, dass das zweite Kontaktstück 11 bzw. der Substratkörper 13 des zweiten Kontaktstückes 11 mehr als 180°, beispielsweise um 270°, verdreht wird.

In der Fig. 5 ist der Lichtbogen 20 erloschen und durch die Verdrehung des zweiten Kontaktstückes 11 ist dieses verdeckt und eine Rückzündung wird dadurch wirksam verhindert.

Fig. 6 zeigt einen geschlossenen Kontakt der beiden Kontaktstücke 1, 11, wie in Fig. 1, wobei die Drehachse 14 hier außerhalb des Substratkörpers 13 liegt. Die Drehachse 14 ver- läuft auch hier in der orthogonalen Projektion der Berührungsfläche 15 zwischen dem Substratkörper 13 und dem zweiten Kontaktstück 11. In der Fig. 6 ist die Längsachse 16 des Substratkörpers 13 durch das „X" dargestellt. Die Drehachse 14 verläuft parallel zu der Längsachse 16 des Substratkörpers 13.

In den Fig. 1 verläuft die Drehachse 14 nicht mittig durch den Substratkörper 13, sondern etwas unterhalb. Hierdurch ist der Substratkörper 13 in zwei Schenkel bezogen auf die Dreh- achse 14 unterteilt. Der untere Schenkel ist kürzer, als der obere Schenkel. Dadurch schlägt bei einer Drehung des Substratkörpers 13 das Ende des unteren Schenkels nicht an der Anschlageinrichtung 30 an, sondern erst das Endes des längeren oberen Schenkel. Gemäß den Fig. 1 bis 5 schlägt das Ende des längeren oberen Schenkels, bezogen auf Fig. 1, des Substratkörpers 13 nach einer Drehung des Substratkörpers 13 von 180° um die Drehachse 14 an der Anschlageinrichtung 30 an.

Kern der Erfindung ist die unmittelbare Anordnung der Drehachse in der orthogonalen Projektion der Berührungsfläche 15 in Richtung des Substratkörpers, wobei die Drehachse 14 nahe an dem zweiten Kontaktstück 11 angeordnet ist. Dies ermög- licht ein besonders schnelles Wegdrehen der Kontaktfläche 12 des zweiten Kontaktstückes 11 von der Kontaktfläche 2 des ersten Kontaktstückes 1. Durch die schnelle Drehung des zweiten Kontaktstückes 11 und die spezielle Gestalt des Substratkörpers 13 wird die Bogenspannung des bei einer Trennung der Kontaktflächen 2, 12 entstehenden Lichtbogens 20 schnell erhöht, was wiederum zu einem schnellen Erlöschen des Lichtbogens 20 führt. Ferner ist vorteilhaft, dass durch die Drehung des Substratkörpers 13 dieser sich zwischen die Kontaktstücke 2, 12 drängt, wodurch der Lichtbogen 20 gezwungen wird um den Substratkörper herum zu verlaufen.

Eine derartige elektrische Schutzeinrichtung kann relativ klein ausgebildet und kostengünstig hergestellt werden, da aufgrund der speziellen Anordnung der Drehachse 14 zu dem zweiten Kontaktstück 11, insbesondere die Nähe der Drehachse 14 zu dem zweiten Kontaktstück 11, keine großen Bauteile, wie ein Verschwenkhebel, benötigt werden und daher keine langen Wege zurückgelegt werden müssen.

Nach dem Erlöschen des Lichtbogens 20 wird die endgültige Kurzschlussabschaltung der elektrischen Schutzeinrichtung gewährleistet. Eine elektrische Schutzeinrichtung mit derartig beweglich ausgebildeten Kontaktstücken 1, 11 und einer derartigen Anordnung der Drehachse 14 zu dem ersten Kontaktstück 11 gewährleistet ein sehr schnelles Erlöschen des nach Kon- taktöffnung entstehenden Lichtbogens 20. Ferner benötigt eine derartige elektrische Schutzeinrichtung allenfalls eine kleinere Löschkammer, da bereits durch das drehbar gelagerte Kontaktstück 11 eine Bogenspannung aufgebaut wird.