DE102014107631A1 - Circuit breaker with improved contact force generation - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Schutzschalter (1) angegeben, welcher ein Gehäuse (2), eine darin drehbar gelagerte Schaltwelle (7) und einen in der Schaltwelle (7) drehbar gelagerten Kontaktarm (8) umfasst. In der Schaltwelle (7) ist eine Lagervorrichtung (12, 23), verschiebbar gelagert. In der Lagervorrichtung (12, 23) ist wiederum eine Rolle (13) drehbar gelagert. Zudem umfasst der Schutzschalter (1) eine in der Schaltwelle (7) gelagerte und auf die Lagervorrichtung (12, 23) wirkende Feder (14). Die Lagervorrichtung (12, 23) ist dabei aus einem Stanzteil hergestellt. Zudem wird eine Verwendung einer aus einem Stanzteil hergestellten Lagervorrichtung (12, 23) zum Einbau in eine Schaltwelle (7) eines Schutzschalters (1) angegeben.It is a circuit breaker (1) specified, which comprises a housing (2), a rotatably mounted therein switching shaft (7) and in the switching shaft (7) rotatably mounted contact arm (8). In the switching shaft (7) a bearing device (12, 23), slidably mounted. In turn, a roller (13) is rotatably mounted in the bearing device (12, 23). In addition, the circuit breaker (1) comprises a spring (14) mounted in the switching shaft (7) and acting on the bearing device (12, 23). The bearing device (12, 23) is made of a stamped part. In addition, a use of a bearing device made of a stamped part (12, 23) for installation in a switching shaft (7) of a circuit breaker (1) is specified.
Description
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, umfassend ein Gehäuse, eine darin drehbar gelagerte Schaltwelle, einen in der Schaltwelle drehbar gelagerten Kontaktarm, eine in der Schaltwelle verschiebbar gelagerte Lagervorrichtung, eine in der Lagervorrichtung drehbar gelagerte Rolle sowie eine in der Schaltwelle gelagerte und auf die Lagervorrichtung wirkende Feder. The invention relates to a circuit breaker, comprising a housing, a rotatably mounted therein switching shaft, a rotatably mounted in the switching shaft contact arm, a displaceably mounted in the shift shaft bearing device, a rotatably mounted in the bearing device and a roller mounted in the shift shaft and acting on the bearing device Feather.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Schutzschalter der genannten Art sind prinzipiell bekannt. Beispielsweise offenbart die
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Schutzschalter anzugeben. Insbesondere soll der Aufbau des Schutzschalters bei nur geringen auf den Kontaktarm wirkenden Reibkräften vereinfacht werden. An object of the invention is therefore to provide an improved circuit breaker. In particular, the structure of the circuit breaker should be simplified with only a small force acting on the contact friction forces.
Diese Aufgabe wird mit einem Schutzschalter der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Lagervorrichtung aus einem Stanzteil hergestellt ist. Insbesondere ist die Lagervorrichtung aus einem (ebenen) metallischen Blech ausgestanzt. This object is achieved with a circuit breaker of the type mentioned, in which the bearing device is made of a stamped part. In particular, the bearing device is punched out of a (flat) metal sheet.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einer Verwendung einer aus einem Stanzteil hergestellten Lagervorrichtung zum Einbau in eine Schaltwelle eines Schutzschalters gelöst, wobei die Lagervorrichtung zur dreh- und verschiebbaren Lagerung einer Rolle dient, welche auf einen in der Schaltwelle drehbar gelagerten Kontaktarm wirkt, sowie zur Aufnahme einer von einer Feder ausgeübten Kraft, welche ebenfalls in der Schaltwelle angeordnet ist. The object of the invention is also achieved with a use of a bearing device made of a stamped part for installation in a switching shaft of a circuit breaker, wherein the bearing device for rotatably and slidably supporting a roller, which acts on a rotatably mounted in the switching shaft contact arm, as well as Recording a force exerted by a spring, which is also arranged in the switching shaft.
Dadurch werden der Aufbau eines Schutzschalters vereinfacht und die Entwicklungskosten und Herstellungskosten für denselben gesenkt. Anstelle eines kompliziert ausgestalteten Kunststoffteils werden einfache Stanzteile eingesetzt. Auf eine Gussform kann daher ebenfalls verzichtet werden. This simplifies the structure of a circuit breaker and lowers the development cost and manufacturing cost thereof. Instead of a complicated designed plastic part simple stampings are used. On a mold can therefore also be dispensed with.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures.
Vorteilhaft ist es, wenn die Lagervorrichtung zwei voneinander unabhängige Plättchen (ohne starre Verbindung zueinander) umfasst, zwischen denen die Rolle angeordnet ist. Das heißt, dass die Plättchen lose in der Schaltwelle angeordnet beziehungsweise in der Verschieberichtung zueinander beweglich gelagert sind. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass die beiden Lager für die Rolle ohne schädliche Wirkung für die Funktion zueinander beweglich sein können, da die Rolle ohnehin durch die (Linien)Berührung mit dem Kontaktarm korrekt ausgerichtet wird. Durch die Rolle werden in Folge auch die beiden Plättchen korrekt gegeneinander ausgerichtet, ohne dass es dazu einer starren Verbindung zwischen denselben bedarf. Insbesondere ist die Lagervorrichtung ausschließlich durch die beiden Plättchen gebildet. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist der Aufbau des Schutzschalters respektive der Lagervorrichtung besonders einfach, da die Plättchen nach dem Ausstanzen nicht mehr umgeformt werden müssen. Vorteilhaft ist auch, dass an die Rolle Lagerzapfen angeformt sein können, das heißt dass die Rolle und die Lagerzapfen einstückig ausgeführt sein können. Schließlich ergibt sich auch insofern ein Vorteil, als pro Rolle zwei (identische) Plättchen eingesetzt werden, wodurch aufgrund von Skalierungseffekten die Kosten für den Schutzschalter noch weiter reduziert werden können. It is advantageous if the bearing device comprises two independent platelets (without rigid connection to one another), between which the roller is arranged. That is, the plates are arranged loosely in the switching shaft or are mounted to each other movable in the direction of displacement. Recent studies have shown that the two bearings for the roller with no harmful effect on the function can be moved to each other, since the role is already aligned by the (lines) contact with the contact arm anyway. Due to the role of the two plates are aligned correctly against each other, without the need for a rigid connection between them. In particular, the storage device is formed exclusively by the two platelets. The proposed measures, the structure of the circuit breaker respectively the storage device is particularly simple because the platelets after punching no longer need to be reshaped. It is also advantageous that bearing pins can be formed on the roller, that is, that the roller and the bearing pins can be made in one piece. Finally, there is also an advantage in that two (identical) plates per roll are used, which due to scaling effects, the cost of the circuit breaker can be reduced even further.
Unter einem „Plättchen“ ist im Rahmen der Erfindung ein im Wesentlichen ebener Körper zu verstehen, dessen Ausmaße in der Ebene (also zum Beispiel in der x-Richtung und der y-Richtung) deutlich größer sind als dessen Dicke (also die Erstreckung des Körpers in der verbleibenden z-Richtung). Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ausstreckung in der x-Richtung und der y-Richtung jeweils mindestens 3-mal so groß ist wie in der z-Richtung. Weitere bevorzugte Verhältnisse sind zumindest 5:1 und zumindest 10:1. In the context of the invention, a "plate" is to be understood as meaning a substantially planar body whose dimensions in the plane (that is, for example in the x-direction and the y-direction) are significantly greater than its thickness (ie the extension of the body in the remaining z-direction). For example, it can be provided that the extent in the x-direction and the y-direction is at least 3 times as great as in the z-direction. Further preferred ratios are at least 5: 1 and at least 10: 1.
Ein „Plättchen“ ist weiterhin dadurch charakterisiert, dass es eine im Wesentlichen gleichbleibende Dicke aufweist und im Wesentlichen eben ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Dickenvariation innerhalb des Plättchens maximal 1:1.5, bevorzugt 1:1.1 und weiter bevorzugt 1:1.05 beträgt. Die angegebenen Werte können auch für die zulässige Abweichung von der Ebene herangezogen werden, das heißt, dass die Abweichung von der ebenen Form maximal 50% der Dicke des Plättchens, bevorzugt maximal 10% der Dicke des Plättchens und weiter bevorzugt maximal 5% der Dicke des Plättchens beträgt. A "wafer" is further characterized as having a substantially uniform thickness and being substantially planar. For example, it can be provided that the thickness variation within the platelet is a maximum of 1: 1.5, preferably 1: 1.1 and more preferably 1: 1.05. The values given can also be used for the permissible deviation from the plane, that is to say that the deviation from the flat shape is not more than 50% of the thickness of the platelet, preferably not more than 10% of the thickness of the platelet and more preferably at most 5% of the thickness of the platelet.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass der Einsatz eines Plättchens prinzipiell auch unabhängig von den Merkmalen des Patentanspruchs 1 denkbar wäre. Das heißt, dass die Plättchen prinzipiell auch auf andere Weise als durch Stanzen hergestellt werden können. It should be noted at this point that the use of a small plate would in principle also be conceivable independently of the features of
Günstig ist es, wenn die Plättchen im Wesentlichen quaderförmig sind. Dadurch sind die Plättchen auf besonders einfache Weise herstellbar. It is favorable if the platelets are substantially parallelepipedic. As a result, the platelets are produced in a particularly simple manner.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Lagervorrichtung einen U-förmigen Bügel aufweist, welcher durch Umformung aus dem Stanzteil hergestellt ist und welcher zwei im Wesentlichen parallel ausgerichtete Schenkel und einen die Schenkel verbindenden Steg umfasst. Dadurch wird die Montage der Lagervorrichtung in der Schaltwelle unter Umständen vereinfacht, da die Rolle nicht so leicht aus der Lagervorrichtung herausfallen kann. Insbesondere ist die Lagervorrichtung ausschließlich durch den U-förmigen Bügel gebildet. "Im Wesentlichen" bedeutet in obigem Zusammenhang insbesondere, dass der von den Schenkeln eingeschlossene Winkel zwischen 0° und 5° liegt. Die beiden Schenkel des U-förmigen Bügels können im Rahmen der Erfindung auch als (verbundene) "Plättchen" angesehen werden. Generell kann der Bügel in zwei voneinander getrennten Arbeitsschritten hergestellt werden, nämlich durch Stanzen und Biegen oder mit Hilfe eines kombinierten Fertigungsverfahrens, nämlich dem Stanzbiegen. It is also advantageous if the bearing device has a U-shaped bracket, which is produced by deformation of the stamped part and which comprises two substantially parallel legs and a leg connecting the legs. As a result, the assembly of the bearing device in the shift shaft may be simplified because the role can not easily fall out of the storage device. In particular, the bearing device is formed exclusively by the U-shaped bracket. "Substantially" in the above context means, in particular, that the angle enclosed by the legs lies between 0 ° and 5 °. The two legs of the U-shaped bracket can be regarded in the context of the invention as (connected) "platelets". In general, the bracket can be made in two separate steps, namely by punching and bending or by means of a combined manufacturing process, namely the stamping.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Feder direkt auf die Lagervorrichtung wirkt. Mit anderen Worten ist zwischen der Feder und der Lagervorrichtung kein weiteres Bauteil angeordnet. Dadurch kann der Aufbau des Schutzschalters noch weiter vereinfacht werden. Moreover, it is advantageous if the spring acts directly on the bearing device. In other words, no further component is arranged between the spring and the bearing device. As a result, the structure of the circuit breaker can be further simplified.
Günstig ist es, wenn die Plättchen/Schenkel in der Schaltwelle in Bezug auf ihre Erstreckung in der Ebene im Wesentlichen deckungsgleich und nur voneinander in Normalrichtung beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine im Wesentlichen normal zur Bewegungsrichtung der Lagervorrichtung ausgerichtete Anlagefläche für die Feder, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Feder als Druckfeder ausgebildet ist. It is advantageous if the platelets / legs are arranged in the switching shaft substantially congruent with respect to their extension in the plane and only spaced apart from one another in the normal direction. In this way, results in a substantially normal to the direction of movement of the bearing device aligned contact surface for the spring, which is particularly advantageous if the spring is designed as a compression spring.
Günstig ist es, wenn die Plättchen/Schenkel je eine mit einem Lagerzapfen der Rolle korrespondierende Bohrung aufweisen. Insbesondere weisen die Plättchen/Schenkel die Bohrung als einzige Ausnehmung mit geschlossener Umrandung auf. Dadurch ist die Lagervorrichtung einfach herstellbar und die Rolle wird in der Lagervorrichtung gut fixiert. Denkbar ist alternativ jedoch auch, dass die Lagervorrichtung beispielsweise einen Schlitz aufweist, in dem die Rolle gelagert ist. It is favorable if the platelets / legs each have a bore corresponding to a journal of the roller. In particular, the platelets / legs have the bore as the only recess with a closed border. As a result, the storage device is easy to manufacture and the role is well fixed in the storage device. Alternatively, however, it is also conceivable that the bearing device has, for example, a slot in which the roller is mounted.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn erste einander gegenüber liegende und zueinander parallel ausgerichtete Flächen der Plättchen/Schenkel mit parallelen Führungsflächen in der Schaltwelle zusammenwirken und dass zweite normal dazu ausgerichtete Flächen der Plättchen beziehungsweise der Steg des U-förmigen Bügels mit der Feder zusammenwirken/zusammenwirkt. Dadurch wirkt die von der (Druck)feder auf die Lagervorrichtung ausgeübte Kraft im Wesentlichen in der Verschieberichtung der Lagervorrichtung. It is also favorable, when first opposing and mutually parallel surfaces of the platelets / legs cooperate with parallel guide surfaces in the shift shaft and that second normally aligned surfaces of the platelets or the web of the U-shaped bracket cooperate with the spring / cooperates , As a result, the force exerted by the (pressure) spring on the bearing device acts essentially in the direction of displacement of the bearing device.
Günstig ist es schließlich, wenn dritte Flächen der Plättchen/Schenkel, welche normal zu den ersten und zweiten Flächen ausgerichtet sind, mit Planflächen der Rolle zusammenwirken. Dadurch wird die Lagervorrichtung zusätzlich ausgerichtet, was insbesondere von Vorteil ist, wenn diese zwei voneinander unabhängige Plättchen umfasst. Finally, it is favorable if third surfaces of the plates / legs, which are aligned normal to the first and second surfaces, cooperate with plane surfaces of the roller. As a result, the bearing device is additionally aligned, which is particularly advantageous if it comprises two independent platelets.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zum Schutzschalter offenbarten Varianten und daraus ergebenden Vorteile gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Verwendung beziehen. It should be noted at this point that the variants disclosed for the circuit breaker and the resulting advantages relate equally to the use according to the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Der Schutzschalter
Die Schaltwelle
Bei einem übermäßigen Strom über die Anschlüsse
Die Lagervorrichtung besteht in diesem Beispiel aus zwei voneinander unabhängigen Plättchen
Prinzipiell wäre auch vorstellbar, dass die Plättchen mit einem anderen Verfahren als Stanzen hergestellt sind. Denkbar wäre natürlich auch, dass die Lagervorrichtung zusätzlich zu den Plättchen
Generell sind unter den Plättchen
In diesem Beispiel sind die Plättchen
Weiterhin weisen die Plättchen
Aus der
Aus den
Günstig ist es dabei, wenn die Plättchen
Günstig ist es darüber hinaus, wenn dritte Flächen
Die Rolle
Eine weitere elegante Möglichkeit zur Montage der Rolle
In den obigen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass die Feder als Druckfeder
Abschließend wird angemerkt, dass die Technologie zur Bearbeitung der Lagervorrichtung
Abschließend wird weiterhin angemerkt, dass der Schutzschalter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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