-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang mit einstellbarer
Stützweite zur Ankopplung zumindest eines beweglichen Kontaktes
an einen Antrieb, mit zumindest einem Lager, das eine exzentrische
Lageröffnung aufweist und mit einer drehbar in der Lageröffnung
des zumindest einen Lagers gehaltenen Koppelachse, bei dem das zumindest eine
Lager und ein das Lager haltender Träger korrespondierende
Fixiermittel aufweisen, mittels derer das Lager zum Einstellen der
Stützweite des Antriebsstranges in unterschiedlichen Drehstellungen an
den Träger fixierbar ist.
-
Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Niederspannungs-Leistungsschalter
mit einem derartigen Antriebsstrang.
-
Bei
elektrischen Schaltgeräten ist die Kontaktkraft, unter
der bewegliche Kontakt in einem Einschaltzustand des Schaltgerätes
an einem ihm zugeordneten, meist feststehenden Kontakt anliegt,
ein für das Leistungsvermögen des elektrischen
Schaltgerätes besonders wichtiger Faktor. Aufgrund der
Toleranzen der einzelnen Bauteile des Antriebsstranges (beispielsweise
Koppellaschen, Kontaktträger, Kontakthebel mit Kontaktauflagen
oder Federn) und weiterer Bauteile des elektrischen Schaltgerätes,
die die kinematischen Kette insbesondere die Stützweite des
Antriebsstranges beeinflussen (beispielsweise Gehäusehälften
und Festkontaktstücke mit Kontaktauflagen), errechnen sich
minimale und maximale Kontaktkräfte. Die für das
dem elektrischen Schaltgerät vorgegebene Schaltvermögen
erforderliche Kontaktkraft muss immer kleiner sein als die aus den Bauteiltoleranzen
errechnete minimale Kontaktkraft. Der Antrieb des Schaltgerätes
muss aber nach der maximal möglichen Kontaktkraft dimensioniert
werden, um auch bei ungünstiger Toleranzlage ein vollständiges
Einschalten des Gerätes zu ermöglichen. Da die
Differenz zwischen der minimalen und der maximalen Kontaktkraft
erheblich sein kann, führt dies zu einer Verteuerung des
Schaltgerätes.
-
Bisher
wurde das genannte Problem überwiegend durch die konstruktive
Auslegung des Antriebs und seiner peripheren Komponenten nach der maximalen
Kontaktkraft gelöst. Ferner wurde bereits der Einsatz exzentrischer
Koppelbolzen (
DE 100
44 060 C1 ) und exzentrischer Lager (
DE 101 37 423 C1 und
EP 1 723 383 A1 )
vorgeschlagen.
-
So
sind aus den Druckschriften
DE 101 37 423 C1 und
EP 1 723 383 A1 gattungsgemäße
Antriebsstränge bekannt, bei denen im Zuge des Antriebsstranges
zumindest eine drehbar in einer Lageröffnung eines Lagers
gehaltene Koppelachse vorgesehen ist, wobei das Lager und ein Träger
an vorgegebenen Fixierpunkten korrespondierende Fixiermittel aufweisen,
mittels derer das Lager an den Träger fixierbar ist, wobei
die Lageröffnung in Bezug auf die Fixierpunkte exzentrisch
angeordnet ist. Dabei ist der Träger von einem schwenkbaren
Kontaktträger gebildet, an dem der bewegliche Kontakt schwenkbar
gehalten ist. Die Koppelachse ist von einem den Kontaktträger
mit der Koppellasche des Antriebsstranges koppelnden Bolzen gebildet. – Bei
diesen bekannten Ausgestaltungen können nur eine maximale
Anzahl diskreter Stützweiten des Antriebsstranges und damit
nur eine maximale Anzahl unterschiedlicher diskreter Werte der Kontaktkraft
zwischen dem beweglichen Kontakt und einem ihm zugeordneten feststehenden
Kontakt eingestellt werden.
-
Weiterhin
ist aus der Druckschrift
US 5,520,200 ein
gattungsgemäßer Antriebsstrang bekannt, bei dem
das Lager eine Schaltwelle drehbar hält, mit der alle vorhandenen,
bewegliche Kontakte tragenden Kontaktträger aller vorhandenen
Schaltpole gekoppelt sind. Hier ist das Einstellen der Kontaktkraft
zwischen den beweglichen Kontakten und ihnen zugeordneten feststehenden
Kontakten gemeinsam und damit allpolig möglich. Als Lager
ist dabei eine Exzenterplatte vorgesehen, die eine rechteckige Querschnittsfläche
aufweist, wobei zwei einander gegenüberliegende Seitenkanten
der Exzenterplatte Anschläge bilden, die mit zwei Anschlägen
eines Trägers formschlüssig korrespondieren und
damit das Lager quer zur Schaltwellenachse – also quer zur
Koppelachse – an dem Träger fixieren. Auch bei dieser
Ausgestaltung ist nur eine diskrete Anzahl unterschiedlicher Drehstellungen
des Lagers an dem Träger vorgesehen, so dass auch hier
nur eine diskrete Anzahl unterschiedlicher Stützweiten
des Antriebsstranges und damit nur eine diskrete Anzahl unterschiedlicher
Werte der Kontaktkraft zwischen den beweglichen Kontakten und den
ihnen zugeordneten feststehenden Kontakten mit ein und demselben
Lager eingestellt werden können.
-
Die
beschriebenen bekannten Lösungen weisen weiterhin den Nachteil
auf, dass nach dem Vermessen des Gerätes oder zumindest
der einzelnen Schaltpole eine anschließende Teil- oder
Komplettdemontage erforderlich ist, um die gewünschte Kontaktkraft
einzustellen.
-
Ausgehend
von einem Antriebsstrang nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Antriebsstrang in Bezug
auf die Einstellbarkeit der Kontaktkraft noch flexibler zu gestalten.
-
Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
dass das Lager an dem Träger zumindest zwischen einer ersten
Endstellung und einer zweiten Endstellung in jede beliebige Drehstellung stufenlos
drehbar ist.
-
Bei
einer derartigen Ausgestaltung können im Unterschied zu
den genannten bekannten Antriebssträngen (
DE 101 37 423 C1 und
EP 1 723 383 A1 )
wesentlich mehr unterschiedliche Werte für die Kontaktkraft
eingestellt werden, wobei das Lager – aufgrund seiner stufenlosen
Drehbarkeit – selbst nicht demontiert werden muss.
-
In
bevorzugter Ausgestaltung des neuen Antriebsstranges ist vorgesehen,
dass der Träger eine zylindrische oder teilzylindrische
Innenmantelfläche aufweist, an der das Lager mit einer
korrespondierenden zylindrischen oder teilzylindrischen Außenmantelfläche
abgestützt ist.
-
Vorteilhaft
ist es, wenn das Lager in seiner eingestellten Drehstellung mittels
einer Schraubverbindung oder mittels einer Klemmverbindung an dem Träger
verdrehsicher fixiert ist. – So kann der Träger beispielsweise
in der Drehrichtung des Lagers einen konzentrisch zur Innenmantelfläche
verlaufenden Außenmantelfläche aufweisen, im Bereich
derer ein sich in der Drehrichtung erstreckendes fensterartiges Langloch
ausgebildet ist und als Schraubverbindung kann dann ein von der
Außenmantelfläche des Lagers radial abragender
mit einem Außengewinde versehener Stift vorgesehen sein,
der das Langloch des Trägers durchgreift und der an seinem
freien Ende mit einer Stützscheibe und einer Befestigungsmutter versehen
ist.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform des neuen Antriebsstranges
ist als Lager ein halbschalenförmig gebogener Keil vorgesehen.
-
Vorteilhaft
ist es auch, wenn der Träger zumindest eine seitliche Stützfläche
zur axialen Fixierung des Lagers aufweist.
-
Für
eine allpolige Einstellung der Kontaktkraft ist es vorteilhaft,
wenn die Koppelachse von einer Schaltwelle gebildet ist, die mittels
einer ersten Hebelanordnung an einen den zumindest einen beweglichen
Kontakt tragenden Kontaktträger und mittels einer zweiten
Hebelanordnung mit dem Antrieb ist.
-
Vorteilhaft
ist es auch, wenn zumindest ein Teil des Trägers von einer
Halbschale gebildet ist, die an einem Polgehäuse, in dem
der zumindest eine Kontakt aufgenommen ist, befestigt ist.
-
Der
neue Antriebsstrang ist mit Vorteil in Niederspannungs-Leistungsschaltern
einsetzbar, um in montagetechnisch einfacher Weise eine Anpassung an
viele verschiedene Schaltleistungsklassen durch Einstellen einer
entsprechenden Kontaktkraft vorzunehmen.
-
Eine
Ausführungsform des neuen Antriebsstranges ist in den 1 bis 5 dargestellt.
-
Dabei
zeigen:
-
1 einen
elektrischen Schalter mit in Trägern gehaltenen Lagern
und mit einer in den Lagern drehbar gehaltenen Koppelachse in Form
einer Schaltwelle,
-
2 eine
weitere Darstellung des elektrischen Schalters gemäß der 1 mit
einem Schnitt entlang einer in 1 mit II-II
gekennzeichneten Linie,
-
2 einen
zweiten Schnitt des elektrischen Schalters gemäß der 1 entlang
einer dort mit III-III gekennzeichneten Linie und
-
4 und 5 eines
der in einem der Träger angeordneten Lager.
-
Die 1 zeigt
eine Vorderansicht eines Schaltpolgehäuses eines elektrischen
Schalter 1 in Form eines Niederspannungs-Leistungsschalters
mit in Trägern 2 gehaltenen Lagern 3 und
mit einer in den Lagern 3 drehbar gehaltenen Schaltwelle 4,
die – wie im Weiteren noch beschrieben ist – eine
Koppelachse eines Antriebsstranges eines beweglichen Kontaktes bildet.
-
Gemäß der 2 besteht
das Schaltpolgehäuse aus zwei schalenartigen Gehäuseteilen 5 und 6.
Die Gehäuseteile 5 und 6 bilden dabei
pro Schaltpol jeweils eine Kammer.
-
Unter
einem Schaltpol oder kurz Pol werden dabei alle Teile eines elektrischen
Schalters verstanden, die demselben Hauptstromkreis zugeordnet sind,
worunter sich insbesondere auch Kontakte befinden, die zum Schließen
und Öffnen des jeweiligen Hauptstromkreises dienen. Ausgenommen
hiervon sind Teile, die zur gemeinsamen Befestigung und Betätigung
aller Schaltpole dienen.
-
Der
in der 2 dargestellte Schnitt entlang der in der 1 mit
II-II gekennzeichneten Linie durch eine mittig angeordnete Kammern 7 zeigt
stellvertretend für alle Schaltpole, dass in jeder der
Kammern 7 jeweils ein Schaltkontakt system 8 und
eine Lichtbogen-Löscheinrichtung 9 angeordnet
sind.
-
Jedes
der Schaltkontaktsysteme besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 10,
die mit einer ersten Stromschiene 11 elektrisch verbunden
ist, und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 12 die
mit einer zweiten Stromschiene 13 elektrisch verbunden
ist. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 12 weist dabei
einen um Lagerzapfen 14 schwenkbaren Kontaktträger 15 und
mehrere bewegliche Kontakte 16 in Form von Kontakthebeln
auf, von den in der 2 jedoch nur einer zu sehen
ist. Die beweglichen Kontakte 16 sind über biegsame Stromseile 44 mit
der Stromschiene 13 elektrisch verbunden, parallel zueinander
um einen Lagerbolzen 17 schwenkbar und mittels Kontaktkraftfedern 18 unter
Vorspannung federnd an dem Kontaktträger 15 abgestützt
sind. So wie die gezeigte bewegliche Schaltkontaktanordnung 12 sind
die beweglichen Schaltkontaktanordnungen aller Schaltpole jeweils über
eine Hebelanordnung 19 mit der Schaltwelle 4 gekoppelt.
-
Die
Schaltwelle 4 dient somit zum Antrieb der bewegliche Schaltkontaktanordnungen 12 aller Schaltpole
und ist mittels einer hier nur schematisch dargestellten Antriebsvorrichtung 20 aus
einer AUS-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme offen sind,
in eine EIN-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme geschlossen
sind, zu überführen. Die Antriebsvorrichtung 20 weist
einen mit einem Federspeicher 21 versehenen Antrieb 22,
einen den Antrieb 22 mit der Schaltwelle 4 koppelnde
Hebelanordnung 23 und ein Schaltschloss 24 auf.
Das Schaltschloss 24 weist in bekannter Weise zwei Verklinkungseinrichtungen
auf, von denen eine erste zum Verklinken des gespannten Federspeichers 21 und die
zweite zum Verklinken der entgegen der Kraft der Kontaktkraftfedern 18 in
ihre EIN- Position überführten Schaltwelle 4 dient.
Die zweite Verklinkungseinrichtung ist mittels einer Auslöseeinrichtung 25 freigebbar,
die insbesondere auf Überlast, Kurzschluss oder Überdruck
anspricht.
-
Der
Kontaktträger 15, die Hebelanordnungen 19 und 23 und
die Schaltwelle 4 bilden somit gemeinsam einen Antriebsstrang 26 zur
Ankopplung der beweglichen Kontakte 16 an den Antrieb 22 und damit
zum Schwenken dieser beweglichen Kontakte 16. Im Zuge dieses
Antriebsstranges 26 bildet die Schaltwelle 4 eine
Koppelachse, über die die einzige und damit allen Schaltpolen
gemeinsam zugeordneten (allpolige) Hebelanordnung 23 mit
den Hebelanordnungen 19 der einzelnen Schaltpole gekoppelt
ist.
-
Der
neue Antriebsstrang
26 weist weitere Gemeinsamkeiten mit
dem aus der Druckschrift
DE 101
37 423 C1 bekannten Antriebsstrang auf. So ist auch hier
der Kontaktträger
15 als einstückiger Kunststoffkörper
ausgebildet. Weiterhin besteht die Hebelanordnung
19 aus
einem fest mit der Schaltwelle
4 verbundenen Ausleger
27,
einer Koppellasche
28, einem den Ausleger
27 mit
der Koppellasche
28 verbindenden ersten Verbindungsbolzen
29, sowie
einem die Koppellasche
28 mit dem Kontaktträger
15 verbindenden
zweiten Verbindungsbolzen
30.
-
Im
Gegensatz zu den bekannten Antriebssträngen ist die Schaltwelle 4 des
gezeigten neuen Antriebsstranges 26 jedoch in den Lagern 3 gehalten, die
jeweils in einem der Träger 2 stufenlos drehbar sind
und die jeweils eine exzentrische Lageröffnung 47 aufweisen.
Die Träger 2 sind dabei jeweils von einer Halbschale
gebildet, wobei die Halbschalen mittels Schraubverbindungen 31 an
dem Gehäuseteil 5 des Schaltpolgehäuses
befestigt sind.
-
Gemäß der 4 und 5 weist
jeder der Träger 2 eine teilzylindrische Innenmantelfläche 32 auf,
an der das zugeordnete Lager 3 in Form eines halbschalenförmig
gebogenen Keils mit einer korrespondierenden teilzylindrischen Außenmantelfläche 33 abgestützt
ist. Dabei sind die Lager 3 jeweils mittels einer Schraubverbindung 34 in
ihrer eingestellten Drehstellung verdrehsicher an dem zugeordneten Lager 2 fixiert.
Hierzu weisen die Träger 2 jeweils eine in der
Drehrichtung 35 des Lagers 3 konzentrisch zur
Innenmantelfläche 32 verlaufende Außenmantelfläche 36 auf,
im Bereich derer ein sich in der Drehrichtung 35 erstreckendes
fensterartiges Langloch 37 ausgebildet ist. Weiterhin ist
ein von der Außenmantelfläche 33 des
Lagers 3 radial abragender Stift 38 (Vgl. auch 2)
vorgesehen, der mit einem Außengewinde 39 versehen
ist und der das Langloch 37 des Trägers 2 durchgreift.
Dieser Stift 38 ist an seinem freien Ende mit einer Stützscheibe 40 und
einer Befestigungsmutter 41 versehen ist. Das Lager 3 kann
jedoch auch durch eine andere geeignete Schraubverbindung oder auch
durch eine Klemmverbindung an dem Träger 2 verdrehsicher
fixiert werden.
-
Gemäß der 3 sind
an der zur Schaltwelle 4 weisenden Außenseite
des Gehäuseteils 5, des Schaltpolgehäuses
teilzylindrische Lagerflächen 42 vorgesehen, die
Gegenlager zu den Lagern 3 bilden. Die Träger
können jedoch auch vollzylindrische Innenmantelflächen
aufweisen, so dass dann auf derartige Gegenlager verzichtet werden
kann.
-
Wie
insbesondere den 4 und 5 zu entnehmen
ist, weisen die Träger 2 jeweils zwei seitliche
Stützflächen 43 zur axialen Fixierung
des ihnen jeweils zugeordneten Lagers 3 auf. Die Stützflächen 43 fixieren
das jeweilige Lager 3 also in der mit z bezeichneten Richtung,
in der sich die Schaltwelle 4 erstreckt.
-
Nach
dem Zusammenbau des gesamten elektrischen Schalters 1 wird
die Kontaktkraft, unter der die beweglichen Kontakte 16 der
beweglichen Schaltkontaktanordnung 12 an der feststehenden Schaltkontaktanordnung 10 anliegen
gemessen. Die festgestellte Abweichung von einem Sollwert wird dann,
ohne Demontage oder Austausch irgendeines Teils, mittels der Exzentrizität
der Lager 3 eingestellt. Hierzu sind die Lager 3 jeweils
an den Trägern 2 zwischen einer ersten Endstellung,
bei der der Stift 38 an dem einen Ende 44 des
Langloches 37 anschlägt und einer zweiten Endstellung,
bei der der Stift 38 an dem zweiten Ende 45 des
Langloches 37 anschlägt, in jede beliebige Drehstellung
stufenlos drehbar. Beim Drehen des Lagers 3 verändert
sich damit stufenlos die Lage der Schaltwelle 4 in den
beiden quer zur Schaltwelle verlaufenden, mit x bzw. y bezeichneten
Richtungen. Es wird also nicht nur die Stützweite des Antriebsstranges
in der mit y bezeichneten Richtung, sondern auch die Lage der Schaltwelle
in der mit x bezeichneten Richtung verändert. Diese an
sich unerwünschte Verschiebung der Schaltwelle in der mit
x bezeichneten Richtung (nach oben oder unten), hat dabei aber nahezu
keinen Einfluss auf die Kontaktkraft, da sich die Ausleger 27 und
die Koppellaschen 28 im Einschaltzustand des elektrischen Schalters 1 nahezu
in Strecklage befinden.
-
Mit
dem neuen Antriebsstrang 26 ist es möglich, die
gesamte Antriebsvorrichtung 20 nach der erforderlichen
und nicht nach der maximal möglichen Kontaktkraft auszulegen.
Der neue Antriebsstrang 26 gewährleistet eine
stufenlose Einstellung der Kontaktkraft nach der Montage des elektrischen
Schalters. Es sind – abgesehen von der Abnahme einer frontseitigen
Abde ckung 46 des Schalters 1 – keine Demontagearbeiten
erforderlich. Die stufenlose Einstellbarkeit sichert eine optimale
Anpassung an die gewünschte Kontaktkraft. Die Lager 3 können
ohne Nacharbeit, z. B. als Druckgussteil, gefertigt sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10044060
C1 [0004]
- - DE 10137423 C1 [0004, 0005, 0010, 0031]
- - EP 1723383 A1 [0004, 0005, 0010]
- - US 5520200 [0006]