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Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur einander entgegengesetzten Bewegung zweier Schaltkontakte eines Leistungsschalters.
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Mit steigender Spannungsebene erhöhen sich die in einem Leistungsschalter erforderlichen relativen Kontaktgeschwindigkeiten der Schaltkontakte, wie z. B. aus der
US 2016/0203927 A1 bekannt. Bei hohen Spannungsebenen wird die erforderliche relative Kontaktgeschwindigkeit daher oft durch eine einander entgegengesetzte Bewegung der Schaltkontakte realisiert. Dabei wird die Bewegung der Schaltkontakte beispielsweise durch ein Getriebe realisiert, durch das die Schaltkontakte gleichzeitig in einander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Mit steigender Kontaktgeschwindigkeit wächst die Belastung der mechanischen Bauteile im Getriebe. Hohe Belastungen können Bauteile im Getriebe schädigen oder sogar zerstören und gefährden dadurch die Dauerschaltfestigkeit des Leistungsschalters.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere hinsichtlich der Belastung bei hohen Kontaktgeschwindigkeiten verbessertes Getriebe zur einander entgegengesetzten Bewegung zweier Schaltkontakte eines Leistungsschalters anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Getriebegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuse für ein Getriebe mit einem zweiseitigen Steuerhebel zur einander entgegengesetzten Bewegung zweier Schaltkontakte eines Leistungsschalters umfasst eine Gehäusekassette mit einem Gehäuseboden, eine Deckelplatte, eine Lagerachse zur um die Lagerachse drehbaren Lagerung des Steuerhebels und wenigstens ein Zapfenelement. Die Deckelplatte ist durch Schraubverbindungen lösbar mit der Gehäusekassette verbunden und liegt dem Gehäuseboden gegenüber. Die Lagerachse ist mit der Gehäusekassette und der Deckelplatte verbunden und erstreckt sich zwischen dem Gehäuseboden und der Deckelplatte. Jedes Zapfenelement verbindet formschlüssig die Gehäusekassette und die Deckelplatte.
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Das Getriebegehäuse sieht also wenigstens ein Zapfenelement vor, das die Gehäusekassette und die Deckelplatte zusätzlich zu kraftschlüssigen Schraubverbindungen formschlüssig miteinander verbindet. Diese formschlüssige Verbindung nimmt Querkräfte auf, die in der Ebene der Deckelplatte über die Lagerachse bei Drehungen des Steuerhebels auf die Deckelplatte ausgeübt werden. Dadurch entlastet die durch das wenigstens eine Zapfenelement hergestellte formschlüssige Verbindung der Deckelplatte mit der Gehäusekassette die Schraubverbindungen. Ohne eine derartige Entlastung können hohe Querkräfte die Schraubenvorspannungen der Schraubverbindungen reduzieren und die Schraubverbindungen lockern, so dass sich die Deckelplatte relativ zu der Gehäusekassette verschieben kann. Dies destabilisiert auch die Lagerachse und kann zu deren Schädigung oder sogar Zerstörung führen, wodurch die Funktionsfähigkeit des Getriebes beeinträchtigt oder zerstört werden kann. Bei einem erfindungsgemäßen Getriebegehäuse werden also hohe Belastungen der Schraubverbindungen durch hohe Querkräfte bei großen Kontaktgeschwindigkeiten der Schaltkontakte vermieden, indem Querkräfte durch die formschlüssige Verbindung der Deckelplatte mit der Gehäusekassette mittels wenigstens eines Zapfenelements kompensiert werden.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedes Zapfenelement parallel zu der Lagerachse verläuft. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders effiziente Aufnahme von Querkräften durch die Ausrichtung der Zapfenelemente parallel zu der Lagerachse, durch die Querkräfte übertragen werden.
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Wenigstens ein Zapfenelement ist einstückig mit der Gehäusekassette ausgebildet, und die Deckelplatte weist eine zu dem Zapfenelement korrespondierende Deckelaussparung auf, in die das Zapfenelement hineinragt. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine besonders stabile formschlüssige Verbindung der Gehäusekassette und der Deckelplatte durch die Ausführung von Zapfenelementen als Teil der Gehäusekassette.
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Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens ein Zapfenelement einstückig mit der Deckelplatte ausgebildet, und die Gehäusekassette weist eine zu dem Zapfenelement korrespondierende Kassettenaussparung auf, in die das Zapfenelement hineinragt. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders stabile formschlüssige Verbindung der Gehäusekassette und der Deckelplatte durch die Ausführung von Zapfenelementen als Teil der Deckelplatte.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Zapfenelement als ein Stiftelement, beispielsweise als ein Spannstift, ausgebildet ist, das durch eine Deckelaussparung in der Deckelplatte in eine Kassettenaussparung in der Gehäusekassette geführt ist. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Zapfenelement als eine Passschraube mit einem Außengewinde ausgebildet sein, die durch eine Deckelaussparung in der Deckelplatte geführt ist und in eine Kassettenaussparung in der Gehäusekassette mit einem zu dem Außengewinde der Passschraube korrespondierenden Innengewinde geschraubt ist. Diese Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen eine flexible, insbesondere bedarfsweise Anordnung von Zapfenelementen durch deren Ausführung als Stiftelemente oder/und Passschrauben. Eine Ausführung eines Zapfenelements als Spannstift oder als Passschraube ermöglicht dabei vorteilhaft eine einfache und zuverlässige Fixierung des Zapfenelements in der Gehäusekassette.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lagerachse einstückig mit der Gehäusekassette ausgebildet ist, und dass die Deckelplatte eine zu der Lagerachse korrespondierende Deckelaussparung aufweist, in die die Lagerachse hineinragt. Alternativ dazu kann die Lagerachse einstückig mit der Deckelplatte ausgebildet sein, und die Gehäusekassette kann eine zu Lagerachse korrespondierende Kassettenaussparung aufweisen, in die die Lagerachse hineinragt. Beide Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen eine besonders stabile Lagerung der Lagerachse als Teil der Gehäusekassette bzw. als Teil der Deckelplatte.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebe zur einander entgegengesetzten Bewegung zweier Schaltkontakte eines Leistungsschalters umfasst ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuse und einen in dem Getriebegehäuse angeordneten zweiseitigen Steuerhebel. Eine erste Hebelseite des Steuerhebels ist mit einem ersten Schaltkontakt gekoppelt und die zweite Hebelseite ist mit dem zweiten Schaltkontakt gekoppelt. Der Steuerhebel weist eine Hebelaussparung auf, durch die die Lagerachse des Getriebegehäuses geführt ist, so dass der Steuerhebel um die Lagerachse drehbar gelagert ist. Die Vorteile des Getriebes ergeben sich aus den oben bereits genannten Vorteilen des Getriebegehäuses.
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Die erste Hebelseite des Steuerhebels ist beispielsweise über eine in das Getriebegehäuse hineinragende Antriebsstange mit dem ersten Schaltkontakt verbunden. Dabei weist die erste Hebeiseite beispielsweise wenigstens eine Koppelnase auf, und ein steuerhebelseitiger Endbereich der Antriebsstange weist für jede Koppelnase ein Langloch auf, in dem die Koppelnase geführt ist. Durch die Antriebsstange werden Drehungen des Steuerhebels auf den ersten Schaltkontakt übertragen. Die Kopplung des Steuerhebels und der Antriebsstange über wenigstens eine in einem Langloch der Antriebsstange geführte Koppelnase des Steuerhebels ermöglicht eine Übersetzung von Drehungen des Steuerhebels in Translationen der Antriebsstange.
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Die zweite Hebelseite des Steuerhebels ist beispielsweise über einen Bolzen mit dem zweiten Schaltkontakt gekoppelt, wobei der Bolzen in einer in das Getriebegehäuse hineinragenden Führungsschiene geführt ist, in die die zweite Hebelseite hineinragt. Die Führungsschiene mit dem Bolzen ermöglicht die Übersetzung von translatorischen Bewegungen des zweiten Schaltkontakts über den Bolzen in Drehungen des Steuerhebels durch den Kontakt des Bolzens mit der in die Führungsschiene hineinragenden zweiten Hebelseite.
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Ein erfindungsgemäßer Leistungsschalter weist ein erfindungsgemäßes Getriebe auf. Die Vorteile des Leistungsschalters ergeben sich aus den oben bereits genannten Vorteilen des Getriebegehäuses und Getriebes.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
- 1 einen Leistungsschalter im Bereich eines Getriebes mit einem Getriebegehäuse, und
- 2 den in 1 dargestellten Bereich eines Leistungsschalters ohne die Deckelplatte des Getriebegehäuses.
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Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen einen Leistungsschalter 1 im Bereich eines Getriebes 3 des Leistungsschalters 1 jeweils in einer perspektivischen Darstellung. Das Getriebe 3 weist ein Getriebegehäuse 5 mit einer Gehäusekassette 7 und einer Deckelplatte 9 auf. 1 zeigt das Getriebegehäuse 5 mit der Deckelplatte 9. 2 zeigt das Getriebegehäuse 5 ohne die Deckelplatte 9.
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Das Getriebe 3 ist zur einander entgegengesetzten Bewegung zweier Schaltkontakte des Leistungsschalters 1 ausgebildet. Die Schaltkontakte sind in einem ersten Gehäuseteil 11 des Leistungsschalters 1 angeordnet und in den 1 und 2 nicht sichtbar. Der erste Gehäuseteil 11 ist mit einem zweiten Gehäuseteil 13 des Leistungsschalters 1 über eine Flanschverbindung 15 verbunden. Die Flanschverbindung 15 wird von einem ersten Flansch 17 des ersten Gehäuseteils 11 und einem dazu korrespondierenden zweiten Flansch 19 des zweiten Gehäuseteils 13 gebildet. Zwei sich diametral gegenüber liegende Flanschbereiche des ersten Flansches 17 sind durch einen Mittelsteg 21 miteinander verbunden. Der zweite Gehäuseteil 13 ist aufgebrochen dargestellt, um das Getriebe 3 sichtbar zu machen.
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Eine Stirnseite 23 der Gehäusekassette 7 ist durch in den 1 und 2 nicht sichtbare Befestigungsschraubverbindungen an dem Mittelsteg 21 befestigt. Die Gehäusekassette 7 ragt von dem Mittelsteg 21 in das zweite Gehäuseteil 13 hinein und weist einen Gehäuseboden 25 auf, der senkrecht von dem Mittelsteg 21 absteht. Die Deckelplatte 9 des Getriebegehäuses 5 ist durch Schraubverbindungen 27 lösbar mit der Gehäusekassette 7 verbunden und liegt dem Gehäuseboden 25 gegenüber.
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Um die Schaltkontakte zueinander entgegengesetzt zu bewegen, weist das Getriebe 3 einen in dem Getriebegehäuse 5 angeordneten zweiseitigen Steuerhebel 29 auf. Eine erste Hebelseite 31 des Steuerhebels 29 ist mit einem ersten Schaltkontakt gekoppelt. Eine der ersten Hebelseite 31 gegenüber liegende zweite Hebelseite 33 ist mit dem zweiten Schaltkontakt gekoppelt. Der Steuerhebel 29 weist eine Hebelaussparung 35 auf, durch die eine Lagerachse 37 des Getriebegehäuses 5 geführt ist, so dass der Steuerhebel 29 um die Lagerachse 37 drehbar gelagert ist.
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Die Lagerachse 37 ist Teil der Gehäusekassette 7, d. h. einstückig mit der Gehäusekassette 7 ausgebildet. Die Deckelplatte 9 weist eine zu der Lagerachse 37 korrespondierende erste Deckelaussparung 39 auf, in die die Lagerachse 37 hineinragt. Die erste Deckelaussparung 39 ist als ein Durchloch in der Deckelplatte 9 ausgebildet.
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Das Getriebegehäuse 5 weist ferner zwei Zapfenelemente 41 auf, die Teile der Gehäusekassette 7 sind, d. h. einstückig mit der Gehäusekassette 7 ausgebildet sind, und sich parallel zu der Lagerachse 37 zu der Deckelplatte 9 hin erstrecken. Die Deckelplatte 9 weist für jedes Zapfenelement 41 eine zu dem Zapfenelement 41 korrespondierende zweite Deckelaussparung 43 auf, in die das Zapfenelement 43 hineinragt. Jede zweite Deckelaussparung 43 ist als ein Durchloch in der Deckelplatte 9 ausgebildet. Durch die in die zweiten Deckelaussparungen 43 hineinragenden Zapfenelemente 41 sind die Gehäusekassette 7 und die Deckelplatte 9 formschlüssig miteinander verbunden. Diese formschlüssige Verbindung nimmt Querkräfte auf, die in der Ebene der Deckelplatte 9 über die Lagerachse 37 bei Drehungen des Steuerhebels 29 auf die Deckelplatte 9 ausgeübt werden. Dadurch entlastet die durch die Zapfenelemente 41 hergestellte formschlüssige Verbindung der Deckelplatte 9 mit der Gehäusekassette 7 die Schraubverbindungen 27, so dass eine Reduzierung der Schraubenvorspannungen der Schraubverbindungen 27 aufgrund hoher Querkräfte und eine dadurch verursachte Bewegung der Deckelplatte 9 relativ zu der Gehäusekassette 7 verhindert werden.
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Zur Kopplung der ersten Hebelseite 31 mit dem ersten Schaltkontakt ist die erste Hebelseite 31 über eine durch eine erste Stegaussparung 44 in dem Mittelsteg 21 in das Getriebegehäuse 5 hineinragende Antriebsstange 45 mit dem ersten Schaltkontakt verbunden. Dazu weist die erste Hebelseite 31 zwei Koppelnasen 47 auf, und ein steuerhebelseitiger Endbereich 49 der Antriebsstange 45 weist für jede Koppelnase 47 ein Langloch 51 auf, in dem die Koppelnase 47 geführt ist. Der Endbereich 49 der Antriebsstange 45 weist zwei voneinander beabstandete und zueinander parallele Endplatten 53 auf, die jeweils eines der Langlöcher 51 aufweisen. Die erste Hebeiseite 31 ragt in den Bereich zwischen den beiden Endplatten 53 hinein. Die Koppelnasen 47 befinden sich auf sich gegenüber liegenden Seiten der ersten Hebelseite 31 und stehen von der ersten Hebelseite 31 jeweils zu der dort angeordneten Endplatte 53 ab, so dass sie in das Langloch 51 dieser Endplatte 53 hineinragen.
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Die zweite Hebelseite 33 ist mit dem zweiten Schaltkontakt über einen in den 1 und 2 nicht sichtbaren Bolzen gekoppelt. Der Bolzen ist in einer in das Getriebegehäuse 5 hineinragenden Führungsschiene 55 durch eine in den 1 und 2 nicht sichtbare zweite Stegaussparung in dem Mittelsteg 21 geführt. Die zweite Hebelseite 33 ragt in die Führungsschiene 55 hinein und ist gabelförmig mit zwei Zinken 57, 59 ausgebildet, zwischen die der Bolzen einfährt. Eine Bewegung des Bolzens in einer von dem ersten Gehäuseteil 11 zu dem zweiten Gehäuseteil 13 weisenden Richtung bewirkt eine Drehung des Steuerhebels 29, die über die Koppelnasen 47 die Antriebsstange 45 in entgegengesetzer Richtung bewegt. Der Bolzen wird zusammen mit dem zweiten Schaltkontakt beispielsweise durch einen nicht dargestellten Antrieb des Leistungsschalters 1 angetrieben. Durch das Getriebe 3 wird der erste Schaltkontakt entgegengesetzt zu dem zweiten Schaltkontakt bewegt.
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Ein zu dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel alternatives Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Zapfenelemente 41 nicht einstückig mit der Gehäusekassette 7, sondern einstückig mit der Deckelplatte 9 ausgeführt und formschlüssig in zu ihnen korrespondierende Kassettenaussparungen in der Gehäusekassette 7 hineinragen. In weiteren Ausführungsbeispielen sind die Zapfenelemente 41 weder einstückig mit der Gehäusekassette 7 noch mit der Deckelplatte 9 ausgeführt, sondern als Stiftelemente, beispielsweise als Spannstifte, oder als Passschrauben ausgeführt, die durch zweite Deckelaussparungen 43 in der Deckelplatte 9 in Kassettenaussparungen in der Gehäusekassette 7 geführt und dort fixiert sind. In weiteren Ausführungsbeispielen ist die Lagerachse 37 nicht einstückig mit der Gehäusekassette 7, sondern einstückig mit der Deckelplatte 9 ausgeführt und ragt in eine zu Lagerachse 37 korrespondierende Kassettenaussparung in der Gehäusekassette 7 hinein, oder die Lagerachse 37 ist weder einstückig mit der Gehäusekassette 7 noch einstückig mit der Deckelplatte 9, sondern als ein mit der Gehäusekassette 7 und der Deckelplatte 9 verbundenes Achsenelement, beispielsweise als ein Bolzen, ausgeführt. Die Kassettenaussparungen können in den genannten Ausführungsbeispielen jeweils als Durchlöcher oder als Sacklöcher ausgeführt sein. Bei ausreichender Dicke der Deckelplatte 9 können ferner auch die erste Deckelaussparung 39 und/oder die zweiten Deckelaussparungen 43 des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels als Sacklöcher statt als Durchlöcher ausgeführt sein.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
