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Die
Erfindung betrifft eine Schaltkammer-Baugruppe, insbesondere für einen
Leistungsschalter, mit einer festen Kontaktstücken zuordenbaren, beweglichen
Kontaktbrücke,
mit einer Kontaktdruckfeder und mit einer Kontaktbrückenführung, welche
durch einen Drücker
gebildet ist, der einen Fortsatz mit einem Schlitz aufweist, in
den die zugehörige
Kontaktbrücke
einlegbar ist, wobei der die Kontaktbrücke überragende Fortsatz in die
Kontaktdruckfeder einfügbar
ist und der Drücker
mit der Kontaktbrücke
in einer Aufnahmeöffnung
verschiebbar und einrastbar ist, und mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, sowie ein Schaltgerät gemäß Anspruch 8.
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Leistungsschalter,
insbesondere Motorschutzschalter, besitzen pro Phase oder pro Pol
eine Doppelkontaktstelle, bei der zwei feststehende Kontaktstücke vorhanden
sind, die mit einer Kontaktbrücke,
an der zwei bewegbare Kontaktstücke
befestigt sind, überbrückt werden.
Beim Öffnen
der Kontaktstelle entsteht jeweils zwischen einem festen und einem
beweglichen Kontaktstück
ein Lichtbogen. Der Doppelkontaktstelle sind jeweils Lichtbogenlöschkammern
zugeordnet, in die bei einer Ausschalthandlung die beiden Lichtbögen hinein
wandern und darin gelöscht
werden. Im Allgemeinen befinden sich die Kontaktstellen in dem Unterteil
des Leistungsschalters, wogegen sich weitere Bauelemente und Baugruppen,
wie zum Beispiel ein mechanischer Drehgriff, ein Schaltschloss,
ein elektromagnetischer und ein thermischer Auslöser, sich im Oberteil befinden.
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Im
Falle eines Kurzschlusses schlägt
der elektromagnetische Auslöser
die Kontaktbrücke
sehr schnell auf. Gleichzeitig wird das Schaltschloss entklinkt,
wodurch ein Um lenkhebel zur dauerhaften Öffnung auf die Kontaktbrücke einwirken
kann. Das Entklinken des Schaltschlosses und das Einwirken des Umlenkhebels
erfolgen jedoch in der Regel zeitverzögert zu dem Aufschlagen der
Kontaktbrücke
durch den elektromagnetischen Auslöser.
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Aus
der
DE 199 35 661
A1 ist ein Leistungsschalter bekannt, in dessen Unterteil
durch parallel zu den Seitenwänden
verlaufende Trennwände
drei Polkammern gebildet sind, wobei in jeder Polkammer eine festen
Kontaktstücken
zuordenbare, bewegliche Kontaktbrücke angeordnet ist, mit einer
Kontaktdruckfeder und mit einer Kontaktbrückenführung, welche durch einen Drücker gebildet
ist, der einen Fortsatz mit einem Schlitz aufweist, in den die zugehörige Kontaktbrücke einlegbar
ist, wobei der die Kontaktbrücke überragende
Fortsatz in die Kontaktdruckfeder einfügbar ist, und wobei der Drücker mit der
Kontaktbrücke
in einer in den die Polkammern trennenden Trennwände gebildeten Führung verschiebbar
und einrastbar ist. Die elektrische und thermische Isolation zwischen
den einzelnen Polen geschieht nur durch die steifen Trennwände zwischen den
Polkammern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Schaltkammer-Baugruppe zu schaffen, die
eine verbesserte Isolierung von den Schaltkammern der anderen Pole
aufweist und ein schnelleres Verlöschen des bei einer Schalthandlung
auftretenden Lichtbogens erreicht, was damit ein zuverlässiges Schalten
auch großer
Lasten oder Kurzschlussströme
erlaubt, und einfach zu montieren ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine gattungsgemäße Schaltkammer-Baugruppe mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Schaltgerät mit einer erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe
gemäß Anspruch
8.
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Erfindungsgemäß also verläuft senkrecht
zu den Seitenwänden
ein diese in einem mittleren Bereich einstückig verbindendes Bodenteil,
wodurch in dem mittleren Bereich die Aufnahmeöffnung für den Drücker gebildet und zum Boden
hin verschlossen ist und wodurch in den an den Aufnahmeraum angrenzenden
Seitenbereichen Vorkammerräume
gebildet sind, die durch ein außerhalb
des Aufnahmeraumes mit seiner Breitseite an dem Bodenteil anliegendes Leitblech
zum Boden hin abgeschlossen sind. Weiterhin sind in den Seitenwänden im
Bereich der Vorkammerräume
zum Boden hin offene Taschen zur Aufnahme von Blasblechen gebildet.
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In
die erfindungsgemäßen Taschen
können metallische
Blasbleche eingelegt werden, die in an sich bekannter Art und Weise
die Bewegung des Lichtbogens aus der Vorkammer in die sich, wie
im Stand der Technik bekannt, an die Vorkammer anschließenden Löschkammern
beschleunigt. Weiterhin verbessern die in die Taschen eingelegten
Blasbleche die Stabilität
der Vorkammerseitenwände, und
sie tragen auch zu einer verbesserten Abfuhr von Wärme aus
den Vorkammerräumen
bei, wodurch höhere
Schaltleistungen pro Pol erreichbar sind.
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Der
erfindungsgemäße Aufbau
der Schaltkammer-Baugruppe bewirkt weiterhin, dass die Vorkammerseitenwände flexibel
bleiben – so
können
sie einem bei Auftreten eines den Lichtbogen begleitenden Überdruckes
in der Vorkammer nachgeben und somit den Überdruck aufnehmen – und dennoch
die Vorkammern zum Boden hin abgeschlossen sind – nämlich durch das Leitblech,
welches die Vorkammerseitenwände
beweglich lässt – und dadurch
eine verbesserte thermische und elektrische Isolierung erreicht
wird.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die Seitenwände
in dem mittleren Bereich an der dem Leitblech zugewandten Seite
verlängert,
so dass dadurch die Aufnahmeöffnung
für den
Drücker
eine den Verschiebeweg des Drückers
verlängernde
Ausbuchtung aufweist. Im Auslösefall
steht dem Drücker
damit ein längerer
Verschiebeweg in Öffnungsrichtung
zur Verfügung,
bevor er an dem Boden der Aufnahmeöffnung anstößt und von dort zurückprallt
oder aufgrund der rückstellenden
Kraft der Kontaktdruckfeder zurück
in die Schließrichtung
gedrückt
wird.
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Der
Vorteil, der damit erreicht wird, ist ein verringertes Kontaktprellen.
Dieses kommt in der Regel dadurch zustande, dass die Kontaktbrücke im Auslösefall nach
dem Öffnen
wieder in die Schließposition
zurückgedrückt wird,
bevor durch ergänzende Maßnahmen
im Schaltgerät,
beispielsweise durch die bereits erwähnte Einwirkung eines Umlenkhebels,
eine dauerhafte Offenhaltung der Kontaktstelle erreicht wird. Durch
den erfindungsgemäß verlängerten
Verschiebeweg steht mehr Zeit zur Verfügung, bevor die Kontaktbrücke wieder
in die Schließposition
gelangt. Damit kann erreicht werden, dass die bereits erwähnten ergänzenden
Maßnahmen
wirksam werden, bevor die Kontaktbrücke vollständig in der Schließposition
angelangt ist, so dass ein Kontaktprellen vermieden werden kann.
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Bei
den erwähnten
ergänzenden
Maßnahmen
kann es sich um einen Umlenkhebel handeln, der mit einem mechanischen
Schaltschloss zusammenwirkt und nach Entklinkung des Schaltschlosses zur
dauerhaften Öffnung
der Kontaktbrücke
auf den Drücker
einwirkt. Aufgrund der mechanischen Trägheit des Schaltschlosses und
des Umlenkhebel tritt diese Wirkung zeitverzögert zu dem Aufschlagen der Kontaktstelle
durch ein elektromagnetisches Schlagankersystem auf.
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Gemäß einer
weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform sind an das Leitblech
im Bereich der Taschen Blechfahnen angeformt und senkrecht zur Breitseite
des Leitblechs hochgebogen und in die Taschen eingeführt. Dadurch
sind im Bereich der Vorkammerräume
in die Seitenwände
integrierte, mit dem Leitblech verbundene Blasbleche gebildet. Diese
erfindungsgemäße Ausgestaltung
erlaubt einen einfachen, modularen Aufbau, der nur wenige Teile
benötigt
und dessen Montage leicht automatisiert werden kann.
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Weiter
vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei
der das Leitblech sich an den Schmalseiten der Vorkammerräume in daran
anschließende
Löschkammern
hinein erstreckt. Dass sich an die Schmalseiten der Vorkammerräume Löschkammern,
meistens mit gestapelten Löschblechpaketen,
anschließen,
ist im Prinzip im Stand der Technik bekannt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Leitbleches erlaubt es, unter Beibehaltung des einfachen Aufbaus
und unter Vermeidung zusätzlicher
Bauteile eine Führung
des Lichtbogens von seinem Entstehungsort in der Vorkammer in die
Löschkammern
hinein zu gewährleisten.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
für den
Drücker
sieht vor, dass dieser einen etwa rechteckigen oder quaderförmigen Grundkörper aufweist,
an dessen einer Fläche
der Fortsatz angeformt ist, und an dessen entgegengesetzt liegender Fläche ein
Schlagstift vorgesehen ist. An dem Drücker können in vorteilhafter Weise
Rastnasen vorgesehen sein, die in Nuten eingreifen, welche in der Seitenwand
des Aufnahmeraumes in Bewegungsrichtung des Drückers verlaufen und den Drücker dadurch
führen.
Vorteilhafterweise weisen die Nuten einen Anschlag für die Rastnasen
des Drückers
auf. Durch diese Ausgestaltungsform ist eine weitere Vereinfachung
des mechanischen Aufbaus möglich.
Der Drücker
wird in dem Aufnahmeraum geführt,
die Kontaktdruckfeder stützt
sich dabei an dem Bodenteil in dem Aufnahmeraum ab, so dass keine
weiteren Bauteile für
eine Führung
oder Abstützung
der Kontaktdruckfeder nötig
sind.
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Insgesamt
ermöglicht
der erfindungsgemäße Aufbau
einer Schaltkammer-Baugruppe, dass für jeden Pol eine solche vollständig vorgefertigt
und als in sich geschlossenes Untersystem bei der Montage des Schaltgerätes in das
Schaltgerätegehäuse eingesetzt
werden kann.
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Entsprechend
ist bei einem erfindungsgemäßen Schaltgerät in einem
Gehäuse
für jeden
Pol eine eigene, erfindungsgemäße Schaltkammer-Baugruppe
eingebaut.
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Insbesondere
vorteilhaft ist es, wenn in einem erfindungsgemäßen Schaltgerät in einem
Gehäuse
für jeden
Pol eine durch parallele Seitenwände begrenzte
Polkammer mit einer darin eingesetzten erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe
vorhanden ist.
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Durch
das Einsetzen der erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe
in die Polkammern wird eine nochmals verbesserte Isolierung zwischen den
einzelnen Polen erreicht, da zu der Dicke der Seitenwände der
Polkammern noch die Dicke der Seitenwände der Schaltkammer-Baugruppe
hinzukommt.
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Dadurch,
dass die erfindungsgemäße Schaltkammer-Baugruppe
als vorgefertigtes Untersystem vorliegt, ist die Montage sehr einfach.
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Ein
erfindungsgemäßen Schaltgerät weist auch
ein Schaltwerk auf, welches in einer vorteilhaften Ausführungsform
auf einen Umlenkhebel mit einem, eine der Anzahl der Pole entsprechende
Anzahl von fingerartigen Fortsätzen
aufweisenden Hebelarm so einwirkt, das im Auslösefall der Drücker jeder Schaltkammer-Baugruppe
durch einen mit ihm korrespondierenden fingerartigen Fortsatz des
Umlenkhebels in Öffnungsrichtung
der Kontaktstellen des jeweiligen Pols beaufschlagt wird, so dass
dadurch gleichzeitig an jedem Pol die Kontaktstellen dauerhaft offen
gehalten werden.
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Anhand
der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und
beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1:
eine erfindungsgemäße Schaltkammer-Baugruppe,
mit zugeordneten Lichtbogenlöschblechpaketen,
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2:
eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe bei Einbau
in ein Schaltgerät,
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3:
eine Aufsicht auf das geöffnete
Unterteil eines Installationsschaltgerätes mit einer in die mittlere
Polkammer eingesetzten Schaltkammer-Baugruppe, sowie
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4:
eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe.
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In
den 1 bis 4 sind jeweils gleiche oder
gleichwirkende Elemente oder Baugruppen jeweils mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet.
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Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Schaltkammer-Baugruppe 10 mit
an deren Schmalseiten 12,14 zugeordneten Löschblechpaketen 16, 18. 2 zeigt
in einer Explosionsdarstellung den Aufbau und das Zusammenspiel
der Einzelteile und den Einbau der Schaltkammer-Baugruppe 10 in
die untere Gehäusehälfte 4 eines
Schaltgerätes 2.
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Die
Schaltkammer-Baugruppe 10 hat zwei sich parallel gegenüberliegende
Seitenwände 20 und 22.
In einem mittleren Bereich 24 sind die Seitenwände 20, 22 einstückig durch
ein Bodenteil 26 verbunden, so dass die Schaltkammer-Baugruppe 10 in dem
mittleren Bereich 24 durch das Bodenteil 26 nach
unten, zum Boden hin verschlossen ist.
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In
dem mittleren Bereich 24 bilden die Seitenwände 20, 22 einen
Aufnahmeraum 42 mit einer Führung für einen Drücker 28. Dieser weist
einen rechteckigen Grundkörper 30 auf.
An dessen erster Schmalseite 32 ist ein Fortsatz 34 mit
einem Schlitz 36 angeformt. In den Schlitz 36 ist
eine Kontaktbrücke 38 eingelegt,
und der die Kontaktbrücke 38 überragende
Fortsatz 34 ist in eine Kontaktdruckfeder 40 eingefügt.
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Der
Drücker 28 ist
mit der Kontaktbrücke 38 in
dem Aufnahmeraum 42 senkrecht zum Boden verschiebbar. An
den den Seitenwänden 20, 22 zugewandten
Seiten des rechteckigen Grundkörpers 30 des
Drückers 28 sind
Rastnasen 44 vorgesehen. Diese grei fen in Nuten 46,
welche in Bewegungsrichtung des Drückers 28 senkrecht
zum Boden in den Seitenwänden 20, 22 verlaufen
und den Drücker 28 führen.
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Nicht
dargestellt, aber dennoch vorhanden, ist ein Anschlag für die Rastnasen 44 des
Drückers 28,
der ein Herausspringen des Drückers 28 aus
dem Aufnahmeraum 42 in dem Boden entgegengesetzter Richtung
verhindert.
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An
der zweiten Schmalseite 48 des rechteckigen Grundkörpers 30 des
Drückers 28 ist
ein Schlagstift 50 vorhanden. Dieser kann, wie in der vorliegenden
Ausführungsform,
fest an den rechteckigen Grundkörper 30 angeformt
sein. Er kann aber auch, wie in einer anderen Ausführungsform
denkbar, in einer zentralen Bohrung innerhalb des Grundkörpers 30 in
Längsrichtung
des Drückers 28 und
relativ zu diesem verschieblich angeordnet sein.
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Im
Falle einer Kurzschlussauslösung
schlägt der
Anker eines elektromagnetischen Auslösers in dem Schaltgerät auf den
Schlagstift 50, so dass die Pol-Kontaktstelle, deren bewegliche
Kontaktstücke 52, 54 sich
auf der Kontaktbrücke 38 befinden,
dadurch aufgeschlagen wird.
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In
den an den mittleren Bereich 24 angrenzenden Bereichen
sind durch die Seitenwände 20,22 Vorkammerräume 56, 58 gebildet.
Diese sind an der dem Boden entgegengesetzten Seite offen. An der Bodenseite
sind die Vorkammerräume 56, 58 durch ein
an dem Bodenteil 26 mit seiner Breitseite ein liegendes
Leitblech 60 verschließbar.
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In
den Seitenwänden 20, 22 sind
im Bereich der Vorkammerräume 56, 58 zum
Boden hin offene Taschen 62, 64 gebildet. Das
Leitblech 60 hat seitlich einstückig angeformte Blechfahnen 66, 68,
die senkrecht zur Breitseite des Leitblechs 60 hochgebogen sind.
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Die
Blechfahnen 66, 68 sind so dimensioniert und voneinander
beabstandet, dass sie in die Taschen 62, 64 eingeführt werden
können
und dort dann als Blasbleche wirken, wenn das Leitblech 60 mit
seiner Breitseite gegen die Außenseite
des Bodenteils 26 zum bodenseitigen Verschließen der
Vorkammerräume 56, 58 gedrückt wird.
Somit werden also in einem Arbeitsgang das Leitblech an der Schaltkammer-Baugruppe
angebracht, die Vorkammerräume 56, 58 verschlossen
und Blasbleche in die Seitenwände
der Vorkammerräume 56, 58 eingebracht.
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Das
Leitblech 60 erstreckt sich seitlich über die Schmalseiten der Vorkammerräume 56, 58 hinaus
in den Bereich der dort zugeordneten Löschblechpakete 16, 18 hinein.
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Die 3 zeigt
die perspektivische Aufsicht auf die untere Gehäusehälfte 4 eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes 2.
Durch zwei innen liegende Doppelwände 70, 72,
die parallel zu den Gehäuse-Seitenwänden 74, 76 verlaufen,
sind im Inneren des Schaltgerätes 2 drei
parallel verlaufende Polkammern 78, 80, 82 gebildet.
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Exemplarisch
ist in der Darstellung nach 3 in der
mittleren Polkammer 80 eine Schaltkammer-Baugruppe 10 gemäß 1 eingesetzt.
Im Bereich der Vorkammerräume 56, 58 sind
diese doppelt isoliert, einerseits durch die Seitenwände 20, 22 der Schaltkammer-Baugruppe 10 und
andererseits durch die Doppelwände 70, 72.
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Man
sieht in der 3, dass die Vorkammerräume 56, 58 sich
seitlich zu den Löschblechpaketen 16, 18 öffnen, so
dass über
die Verlängerung
des Leitblechs 60 der in den Vorkammerräumen 56, 58 bei
einer Schalthandlung entstehende Lichtbogen zu den Löschblechpaketen 16, 18 hin
geleitet wird. Die in den Seitenwänden 20, 22 innerhalb
der Taschen 62, 64 integrierten Blasbleche können die
Lichtbogenwanderung dabei nachhaltig unterstützen und beschleunigen.
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In
der Zusammenschau der 1 bis 3 wird deutlich,
dass ein erfindungsgemäßes Schaltgerät 2 mit
erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppen 10 modular
aufgebaut ist und mit wenigen Schritten sehr effektiv montiert werden
kann. Die Schaltkammer-Baugruppe 10 nach 1 kann
als komplett vorgefertigte Baugruppe vorbereitet werden.
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In
einem ersten Montageschritt wird sie dann an der für sie vorgesehenen
Steile in eine der Polkammern 78, 80, 82 in
der unteren Gehäusehälfte 4 des
Schaltgerätes 2 eingesetzt.
Nun werden die Löschblechpakete 16, 18,
welche ebenfalls als komplett vorgefertigte Baugruppen vorliegen,
seitlich davon eingesetzt. Nachdem dies für die beiden anderen Polkammern
auch durchgeführt
wurde, ist die Schaltkammer des Schaltgerätes bereits fertig.
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Bei
einer automatischen Montage ist es von weiterem Vorteil, dass jedem
Pol seine eigene Schaltkammer-Baugruppe 10 zugeordnet ist.
Denn dadurch ist die einzelne Schaltkammer-Baugruppe sehr klein
und kompakt und kann durch automatische Handhabungsgeräte einfacher
aufgenommen und positioniert werden.
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Die 4 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltkammer-Baugruppe.
Diese unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten
dadurch, dass die Seitenwände 20, 22 in
dem mittleren Bereich 24 an der dem Leitblech 60 zugewandten
Seite verlängert
sind, so dass dadurch die Aufnahmeöffnung für den Drücker eine den Verschiebeweg
des Drückers
verlängernde
Ausbuchtung 84 aufweist. Auch das Leitblech 60 weist eine
Ausbuchtung 86 auf, die mit der Ausbuchtung 86 des
Aufnahmeraums korrespondiert. Somit ist auch in dieser Ausführungsform
sichergestellt, dass das Leitblech (60) die Vorkammerräume (56, 58)
zum Boden hin abschließt,
Im Inneren des durch die Ausbuchtung 84 verlängerten
Aufnahmeraums steht dem Drücker 28 nun
ein verlängerter
Bewegungsweg zur Verfügung.
Dadurch verlängert
sich die Zeit, bis er nach dem Aufschlagen der Kontaktstelle an
dem Bodenteil 26 auftrifft und daraufhin durch die rückstellende
Kraft der Kontaktdruckfeder wieder in Schließrichtung hin gedrückt wird.
Dadurch kann das Kontaktprellen verringert oder sogar verhindert
werden.
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Ein
Schaltgerät,
in dessen Polkammern Schaltkammer-Baugruppen in der Ausführungsform gemäß der 4 eingesetzt
sind, weisen am Boden der jeweiligen Polkammer eine der Ausbuchtung 84 des
Aufnahmeraums und der Ausbuchtung 86 des Leitbleches entsprechende
Ausbuchtung auf, so dass die Schaltkammer-Baugruppe mit der Ausbuchtung 84 des
Aufnahmeraums und der Ausbuchtung 86 des Leitbleches in
dieser Ausbuchtung am Boden der Polkammer aufgenommen und gehalten
ist.
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- 2
- Schaltgerät
- 4
- Untere
Gehäusehälfte
- 10
- Schaltkammer-Baugruppe
- 12
- Schmalseite
- 14
- Schmalseite
- 16
- Löschblechpaket
- 18
- Löschblechpaket
- 20
- Seitenwand
- 22
- Seitenwand
- 24
- Mittlerer
Bereich
- 26
- Bodenteil
- 28
- Drücker
- 30
- Rechteckiger
Grundkörper
- 32
- Erste
Schmalseite
- 34
- Fortsatz
- 36
- Schlitz
- 38
- Kontaktbrücke
- 40
- Kontaktdruckfeder
- 42
- Aufnahmeraum
- 44
- Rastnase
- 46
- Nuten
- 48
- Zweite
Schmalseite
- 50
- Schlagstift
- 52
- Bewegliches
Kontaktstück
- 54
- Bewegliches
Kontaktstück
- 56
- Vorkammerraum
- 58
- Vorkammerraum
- 60
- Leitblech
- 62
- Tasche
- 64
- Tasche
- 66
- Blechfahne
- 68
- Blechfahne
- 70
- Doppelwand,
Innenwand
- 72
- Doppelwand,
Innenwand
- 74
- Gehäuse-Seitenwand
- 76
- Gehäuse-Seitenwand
- 78
- Polkammer
- 80
- Polkammer
- 82
- Polkammer
- 84
- Ausbuchtung
in der Aufnahmeöffnung
- 86
- Ausbuchtung
des Leitbleches