DE102013209771B4

DE102013209771B4 - Mehrpoliger Schalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter

Info

Publication number: DE102013209771B4
Application number: DE102013209771.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bross; Daniel Franzen; Johann Herrmann; Andreas Mundt; Sebastian Schaich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: DE102013209771A1

Abstract

Mehrpoliger Schalter (1)mit einem Gehäuse (2) und einer Abdeck-Kappe (3), die formschlüssig fest miteinander verbunden sind,mit einer Schaltwelle, welche ein vorderes und ein hinteres Schaltwellenende aufweist und drehbar im Gehäuse (2) gelagert ist und in Richtung ihrer Längsachse hintereinanderliegende Schaltkontakte öffnet, wenn ein Fehlerstrom vorliegt,mit einer Schaltmechanik, welche aufweist:einen Griff (4), der aus einer Ein-Stellung in eine Aus-Stellung und umgekehrt um eine Achse verschwenkbar ist,einen Mechanismus (12), welcher die Verschwenkbewegung des Griffs (4) in eine entsprechende Drehbewegung der Schaltwelle überträgt, undeine Tragkonstruktion (16), welche auf der Seite des vorderen Schaltwellenendes im Gehäuse (2) fest angeordnet ist und sich in die Abdeck-Kappe (3) erstreckt, wobei der Griff (4) undder Mechanismus (12) in der Tragkonstruktion (16) angeordnet und über die Tragkonstruktion (16) im Gehäuse (2) abgestützt sind,dass die Abdeck-Kappe (3) auf Seiten der Tragkonstruktion (16) neben dem vorderen Schaltwellenende an zumindest einer Verbindungsstelle (8a) fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist unddass die Tragkonstruktion (16) auf der dieser Verbindungsstelle (8a) vom vorderen Schaltwellenende in Richtung hinteres Schaltwelle gesehen gegenüberliegenden Seite an der Abdeck-Kappe (3) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Schwenk-Achse (4a) des Griffs (4) parallel zur Längsachse der Schaltwelle verläuft, unddass die Abdeck-Kappe (3) mittels Schnappverbindungen fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mehrpolige Schalter in Form von Fehlerstromschutzschaltern sind bekannt und lösen jeweils im Falle eines Fehlerstroms aus. Derartige Schalter weisen ein Gehäuse auf, das beispielsweise mit einer Abdeckkappe formschlüssig verschlossen ist. In dem Gehäuse befindet sich eine Schaltwelle, welche die den einzelnen Polen zugeordnete Schaltkontakte öffnet, wenn ein Fehlerstrom auftritt. Die Schaltwelle ist dazu drehbar im Gehäuse gelagert und die Schaltkontakte liegen in Richtung ihrer Längsachse gesehen hintereinander. Zur Betätigung der Schaltwelle dient eine Schaltmechanik in Form eines Schaltschlosses. Die Schaltmechanik umfasst einen Griff in Form eines verschwenkbaren Hebels, der aus einer Ein-Stellung in eine Aus-Stellung und umgekehrt verschwenkbar ist. Die Verschwenkachse kann beispielsweise parallel zur Schaltwelle verlaufen. Zur Schaltmechanik gehört weiter ein Mechanismus, welche die Verschwenkbewegung des Hebels in eine entsprechende Drehbewegung der Schaltwelle umsetzt. Der Mechanismus kann beispielsweise als Kniehebel-Mechanik ausgebildet sein. Weiter gehört zur Schaltmechanik noch eine Tragkonstruktion, welche im Gehäuse fest angeordnet ist und sich über die Außenkontur des Gehäuses in die Abdeck-Kappe hinein erstreckt. Der Griff und der Mechanismus sind dabei in der Tragkonstruktion angeordnet und über die Tragkonstruktion im Gehäuse abgestützt. Der Griff ragt zur Handbetätigung durch eine Öffnung der Abdeck-Kappe nach außen, so dass der Schalter von Hand ein- und ausgeschaltet werden kann.
Die Schaltmechanik ist über die gesamte Lebensdauer hohen Schaltkräften unterworfen. Sie ist deshalb als eigene Baugruppe mit eigenen tragenden Gehäuseteilen ausgeführt, die entsprechend zuverlässig im Gehäuse befestigt sein müssen. Bevorzugt verwendet man heute gern leicht verarbeitbare Werkstoffe, die den Nachteil aufweisen, dass die mechanischen Festigkeitseigenschaften geringer sind. Das wiederum führt aufgrund der hohen Schaltkräfte zu unerwünschten elastischen Verformungen der Schaltmechanik. Entsprechend bewegt sich die Schaltmechanik beim Schalten unzulässig weit hin und her.
Beispielsweise offenbart die US 2003 / 0 071 702 A1 ein Präzisionslokalisierungssystem für einen Leistungsschalter, der ein Phasenkassettenkonzept verwendet. Eine Abdeckplatte ist an mindestens einer von mehreren einpoligen Einheiten montiert, die einen darauf positionierten Leistungsschalter-Betätigungsmechanismus aufweisen. Die Abdeckplatte ist so konfiguriert, dass sie einen Aktuator, der sich genau auf der Abdeckung befindet, genau mit dem Leistungsschalter-Betätigungsmechanismus ausrichtet. Der Betätiger löst eine Verriegelung des Betätigungsmechanismus aus, wodurch der gesamte Stromkreis ausgelöst wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrpoligen Schalter vorzuschlagen, bei dem die Schaltmechanik auch bei Verwendung von Werkstoffen mit geringeren mechanischen Festigkeitseigenschaften nur noch eine geringe Relativbewegung ausführt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht vor, dass die Abdeck-Kappe auf Seiten der Tragkonstruktion neben dem Schaltwellenende an zumindest einer Verbindungsstelle fest mit dem Gehäuse verbunden ist und dass die Tragkonstruktion auf der dieser Verbindungsstelle gegenüber liegenden Seite innen an der Abdeck-Kappe abgestützt ist.
Technisch einfach ist es, wenn die Abdeck-Kappe zum Abstützen der Tragkonstruktion Vorsprünge aufweist. Die Tragkonstruktion (die tragenden Teile der Schaltmechanik) steht also in Kontakt mit speziellen Konturen, an denen sich die Tragkonstruktion abstützt.
Die Montage vereinfacht sich, wenn die Vorsprünge Montagefasen aufweisen.
Eine einfache Übertragung der Verschwenkbewegung auf die Schaltwelle lässt sich erzielen, wenn der Mechanismus als Kniehebel-Mechanismus ausgebildet ist.
Die Übertragung lässt sich insbesondere leicht umsetzen, da die Schwenk-Achse des Griffs parallel zur Längsachse der Schaltwelle verläuft.
Eine einfache und sichere formschlüssige Verbindung von Gehäuse und Abdeck-Kappe ist dadurch erzielt, dass die Abdeck-Kappe mittels Schnappverbindungen fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

1 einen mehrpoligen Schalter mit Gehäuse- und Abdeck-Kappe,
2 die Abdeck-Kappe von unten gesehen,
3 das leere Gehäuse von oben gesehen,
4 den Schalter gemäß 1 mit abgenommener Abdeck-Kappe,
5 das Gehäuse gemäß 4 mit verdeckter Kniehebel-Mechanik,
6 den Schalter gemäß 5 mit teilweise aufgeschnittener Abdeck-Kappe und
7 die teilweise aufgeschnittene Abdeck-Kappe gemäß 6.

1 zeigt einen vierpoligen Fehlerstromschutzschalter, im Folgenden kurz Schalter 1 genannt. Der Schalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mit einer Abdeck-Kappe 3 formschlüssig verschlossen ist. Mittels eines Griffs 4, der aus einer Ein-Stellung in eine Aus-Stellung und umgekehrt verschwenkbar ist, lässt sich der Schalter 1 ein- und ausschalten. Über einen Mitnehmer 5 lässt sich ein Drehmoment, das mit der Verschwenkbewegung des Hebels 4 korrespondiert, z.B. auf ein Zubehör übertragen. Der Mitnehmer 5 erstreckt sich in ein Langloch 5a, so dass er von außen zugänglich ist. Die Anschlusskabel der vier Pole (nicht gezeigt) werden zum Anschließen des Schalters 1 in Einstecköffnungen 6 eingesteckt, die sich auf beiden Seiten des Schalters 1 befinden. Die zueinander gehörenden Anschlusskabel sind jeweils über einen Schaltkontakt miteinander verbunden, der selbsttätig öffnet, wenn ein Fehlerstrom vorliegt. Die Anschlusskabel werden mittels eines Schraubendrehers befestigt, welcher dazu durch Öffnungen 7 einführbar ist.
Die Befestigung der Abdeck-Kappe 3 am Gehäuse 2 erfolgt mittels inneren und äußeren Schnapphaken 8, 9, von denen zwei der äußeren Schnapphaken 8 in 1 zu sehen sind. Diese greifen in entsprechende Durchbrüche 10 in der Abdeck-Kappe 3 ein.
2 zeigt die Abdeck-Kappe 3, die bezogen auf 1 abgenommen und um 180 Grad umgedreht ist, so dass man in diese hineinschauen kann. Man erkennt die vier Durchbrüche 10, die sich paarweise gegenüberliegen. Weiter sind die vier inneren Schnapphaken 9 zu sehen, deren Hakenschafte fest an der Abdeck-Kappe 3 angeordnet (angeformt) sind.
3 zeigt das leere Gehäuse 2 bei abgenommener Abdeck-Kappe 3. Man erkennt die Schnapphaken 8, die einander ebenfalls paarweise gegenüberliegen. Vier Führungskanäle 11 dienen als Führung für die Schnapphaken 9 beim Aufsetzen der Abdeck-Kappe 3, die bezogen auf 3 am unteren Ende jeweils eine Hinterschneidung aufweisen, welche die Schnapphaken 9 unter Bildung einer Schnappverbindung beim Aufschieben der Abdeck-Kappe 3 hinter greifen.
4 zeigt den vierpoligen Schalter 1 gemäß 1 mit abgenommener Abdeck-Kappe 3. Gegenüber 1 erkennt man die Schrauben 7a, mit denen die Anschlusskabel am Schalter 1 wie oben beschrieben mit einem Schraubendreher befestigbar sind.
Der Griff 4 ist um die Schwenkachse 4a schwenkbar und über einen Kniehebel-Mechanismus 12 mit einer Schaltwelle (nicht zu sehen) verbunden, die drehbar im Gehäuse 2 gelagert ist. Die Längsachse der Schaltwelle verläuft parallel zur Schwenk-achse 4a durch den Punkt 13.
Die Kniehebel-Mechanismus 12 weist gelenkig miteinander verbundene Hebel 12a, 12b auf. Über den Kniehebel-Mechanismus 12 wird die Verschwenkbewegung des Griffs 4 in eine entsprechende Drehbewegung der Schaltwelle übertragen. Dazu ist ein Hebel 14 fest mit der Schaltwelle verbunden. Gleichzeitig wird die Verschwenkbewegung des Griffs 4 mittels einer an den Enden gelenkig befestigten Stange 15 auf den Mitnehmer 5 übertragen. Eine Tragkonstruktion 16 ist im Gehäuse 2 befestigt und ragt (nach oben) aus dem Gehäuse 2 heraus (und folglich in die hier abgenommenen Abdeck-Kappe 3 hinein). Die Tragkonstruktion 16 befindet sich auf einer Seite der Schaltwelle, hier in 4 auf der Vorderseite (und damit auf Seiten des vorderen Schaltwellenendes). Die Tragkonstruktion 16 erstreckt sich in 4 vom Schaltwellenende aus gesehen über zwei Pole von vorn nach hinten.
5 zeigt den Schalter 1 gemäß 4, wobei der Kniehebel-Mechanismus 12 von einer Platte 17 abgedeckt ist, die um den Mitnehmer 5 herum einen vorstehenden konisch zulaufenden Zentrierrand 18 zur Positionierung und Zentrierung einer Zusatzkomponente in Bezug auf den Schalter 1 aufweisen. Die Zentrierung verhindert ein Schiefstellen oder Verschieben der Zusatzkomponente bei der Montage.
6 zeigt den Schalter 1 gemäß 5 mit aufgesetzter Abdeck-Kappe 3, die teilweise aufgeschnitten ist. Man erkennt, dass an der Tragkonstruktion 16 angeordnete Stützflächen 19 (s. auch 5), die an entsprechenden Vorsprüngen 20 (s. auch 7) der Abdeck-Kappe 3 anliegen und damit abgestützt sind. Die Stützflächen 19 befinden sich an der Tragkonstruktion 16 auf der Seite, die der Seite, an der die Schnappbefestigung mit dem Schnapphaken 8 erfolgt, gegenüberliegt (allgemein auf der dieser Verbindungsstelle 8a gegen überliegenden Seite).
7 zeigt nur die aufgeschnittene Abdeck-Kappe 3 gemäß 6, wo man die beiden Vorsprünge 20 erkennt, an denen sich die Tragkonstruktion 16 in der Abdeck-Kappe abstützt.

Claims

Mehrpoliger Schalter (1) mit einem Gehäuse (2) und einer Abdeck-Kappe (3), die formschlüssig fest miteinander verbunden sind, mit einer Schaltwelle, welche ein vorderes und ein hinteres Schaltwellenende aufweist und drehbar im Gehäuse (2) gelagert ist und in Richtung ihrer Längsachse hintereinanderliegende Schaltkontakte öffnet, wenn ein Fehlerstrom vorliegt, mit einer Schaltmechanik, welche aufweist: einen Griff (4), der aus einer Ein-Stellung in eine Aus-Stellung und umgekehrt um eine Achse verschwenkbar ist, einen Mechanismus (12), welcher die Verschwenkbewegung des Griffs (4) in eine entsprechende Drehbewegung der Schaltwelle überträgt, und eine Tragkonstruktion (16), welche auf der Seite des vorderen Schaltwellenendes im Gehäuse (2) fest angeordnet ist und sich in die Abdeck-Kappe (3) erstreckt, wobei der Griff (4) und der Mechanismus (12) in der Tragkonstruktion (16) angeordnet und über die Tragkonstruktion (16) im Gehäuse (2) abgestützt sind, dass die Abdeck-Kappe (3) auf Seiten der Tragkonstruktion (16) neben dem vorderen Schaltwellenende an zumindest einer Verbindungsstelle (8a) fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist und dass die Tragkonstruktion (16) auf der dieser Verbindungsstelle (8a) vom vorderen Schaltwellenende in Richtung hinteres Schaltwelle gesehen gegenüberliegenden Seite an der Abdeck-Kappe (3) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenk-Achse (4a) des Griffs (4) parallel zur Längsachse der Schaltwelle verläuft, und dass die Abdeck-Kappe (3) mittels Schnappverbindungen fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Mehrpoliger Schalter nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeck-Kappe(3) zum Abstützen der Tragkonstruktion (16) Vorsprünge (20) aufweist.
Mehrpoliger Schalter nach Anspruche 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (20) Montagefasen aufweisen.
Mehrpoliger Schalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (12) als Kniehebel-Mechanismus ausgebildet ist.
Mehrpoliger Schalter nach einem der Ansprüche 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel-Mechanismus von einer Platte (17) abgedeckt ist, die um einen Mitnehmer (5) herum einen vorstehenden konisch zulaufenden Zentrierrad (18) zur Positionierung und Zentrierung einer Zusatzkomponente in Bezug auf den Schalter (1) aufweist.
Mehrpoliger Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragkonstruktion (16) angeordnete Stützflächen (19), die an entsprechenden Vorsprünge (20) der Abdeck-Kappe (3) anliegen, abgestützt sind, insbesondere sich die Stützflächen (19) an der Tragkonstruktion (16) auf der Seite befinden, die der Seite, an der eine Schnappbesfestigung mit Schnapphacken (8) erfolgt, gegenüberliegt.