DE19606217A1 - Isolierwelle eines elektrischen Schalters und Armatur für diese Isolierwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolierwelle eines elektrischen Schalters und eine Armatur für diese Isolierwelle, wobei die Armatur mit elektrischem Potential beauf­ schlagbar ist und bei Drehung der Isolierwelle eine Kraft auf ein Schaltmesser oder einen Schalthebel überträgt.

Bei allgemein bekannten elektrischen Schaltern müssen zum Schalten von Strömen einzelne nebeneinander angeordnete, bewegliche im allgemeinen auf unterschiedli­ chen elektrischen Potentialen liegende Kontakte, d. h. Armaturen mit Schaltmessern oder Schalthebeln, durch feste Isolierstoffe voneinander getrennt werden, wodurch eine abschnittsweise aus Armaturen und Isolierstücken zusammengesetzte Isolierwelle gebildet wird. Durch Drehbewegung der Isolierwelle werden mit Potential beaufschlagte Armaturen mit Schaltmessern oder Schalthebeln betätigt wodurch unterschiedliche Schaltzustände eingestellt werden, ohne daß hierbei ein Kurzschluß zwischen den Kontakten, d. h. den Armaturen mit Schaltmessern oder Schalthebeln oder zwischen einem Kontakt und einem Lager der Isolierwelle, herbeigeführt wird.

Vielfach werden die Isolierwellen aus einzelnen Isolierwellenabschnitten gebildet, zwi­ schen denen sich die Armaturen befinden. Isolierwellenabschnitte und Armaturen sind kraftschlüssig miteinander verbunden. Dabei ist jedoch der Montageaufwand nicht un­ erheblich, welcher erforderlich ist, um die Isolierwellenabschnitte und Armaturen prä­ zise zu montieren und zu justieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolierwelle eines elektrischen Schal­ ters und eine Armatur für diese Isolierwelle anzugeben, welche derart ausgebildet sind, daß sich die Montagezeit zur Herstellung der Isolierwelle und das Bauvolumen der Iso­ lierwelle drastisch reduzieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Armatur aus mindestens zwei konzentrisch angeordneten, metallischen Zylindern aufgebaut ist, welche über Stege miteinander verbunden sind, wobei der Außendurchmesser des äußeren Zylinders etwa dem Au­ ßendurchmesser der Isolierwelle entspricht. Unter Einsatz mindestens einer derartigen Armatur wird die Isolierwelle einstückig unter Verwendung eines elektrisch isolierenden Materials, insbesondere eines Polymers, gegossen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sowohl das Bauvolumen der Isolierwelle als auch der Montageaufwand zur Herstellung der Isolierwelle reduziert werden. Zur Herstellung der Isolierwelle müssen lediglich die Ar­ maturen in eine entsprechend ausgebildete Gießform eingelegt werden, worauf der Vergießvorgang zur Fertigung der einstückigen Isolierwelle erfolgen kann. Das Gieß­ material befindet sich innerhalb der Armatur.

Nach dem Aushärten und Abkühlen des Gießmaterials ist die Isolierwelle komplett fer­ tiggestellt und zeitraubende Justierarbeiten sind nicht mehr erforderlich.

Das Schrumpfen des Gießmaterials beim Aushärten und Abkühlen wird vorteilhaft aus­ genutzt, den inneren Zylinder fest innerhalb des Gießmaterials und damit innerhalb der Isolierwelle zu verankern, was den Kraftschluß zwischen Isolierwelle und Armatur ga­ rantiert. Da die Armaturen mechanisch sehr fest innerhalb der Isolierwelle verankert sind, kann ihre Breite reduziert werden, was insgesamt das Bauvolumen der Isolier­ welle vorteilhaft verkleinert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Isolierwelle eines elektrischen Schalters,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Armatur für die Isolierwelle,

Fig. 3 eine Sicht auf die Stirnseite einer Armatur.

In Fig. 1 ist eine Isolierwelle 12 eines elektrischen Schalters dargestellt. Wie zu erken­ nen ist, weist die Isolierwelle 12 drei Armaturen 1, 2, 3 auf, welche die Isolierwelle in vier Abschnitte unterteilen, und zwar in die beiden Wellenenden 4, 5 und zwei Wellen­ zwischenstücke 6 bzw. 7 zwischen den Armaturen 1, 2 bzw. 2, 3. Die Länge der aus einem isolierenden Material bestehenden Wellenenden 4, 5 und Wellenzwischen­ stücke 6, 7 ist unter Berücksichtigung des elektrischen Potentials bemessen, mit wel­ chem die Armaturen beaufschlagt werden. Im allgemeinen werden die Armaturen mit Potentialen unterschiedlicher Größe beaufschlagt.

Die Isolierwelle ist einstückig gegossen, wobei vorzugsweise ein Polymer (gemagertes oder mit Zusatzstoffen verstärktes Epoxidharz) als Vergießmaterial verwendet wird.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Armatur 1 für die Isolierwelle dargestellt. Die me­ tallische Armatur besteht aus zwei konzentrisch angeordneten metallischen Zylindern, einem äußeren Hauptzylinder 8 und einem inneren Hilfszylinder 9. Der Hauptzylinder 8 weist zwei äußere Zähne 11 auf, welche bei Drehung der Isolierwelle zur Kraftweiterlei­ tung an ein Schaltmesser oder einen Schalthebel dienen. Zur Kraftankopplung des Hauptzylinders 8 zu den nicht dargestellten Schaltmessern ist es beispielsweise auch möglich, die äußere Form des Hauptzylinders 8 oval oder elliptisch zu gestalten, wobei die Zähne 11 bei einer derartigen Ausgestaltung entfallen. Des weiteren sind andere allgemein bekannte kraftschlüssige Geometrien einsetzbar.

In Fig. 3 ist eine Sicht auf die Stirnseite einer Armatur dargestellt. Es sind der äußere Hauptzylinder 8 mit Zähnen 11, der innere Hilfszylinder 9 sowie Stege 10 zu erkennen, welche beide Zylinder 8, 9 kraftschlüssig miteinander verbinden.

Der Hilfszylinder 9 kann hohl oder massiv ausgebildet sein. Die Länge des Hilfszylin­ ders 9 kann verschieden zur Länge des Hauptzylinders 8 ausgebildet sein. Aus dielek­ trischen Gründen ist es günstig, den inneren Zylinder 9 kürzer als den äußeren Zylin­ der 8 zu gestalten. Hierdurch werden Teilentladungen am inneren Zylinder 8 ausge­ schlossen.

Nach dem einstückigen Gießen der Isolierwelle 12 unter Verwendung eines Polymers als Vergießmaterial erfolgt die Aushärtung des Polymers bei relativ hohen Temperatu­ ren. Während des Aushärtens und des anschließenden Abkühlens schrumpft das Po­ lymer und versucht infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Vergießmaterials und der metallischen Armatur, sich vom Hauptzylinder 8 zu lösen. Dabei wird eine Kraft auf den Hilfszylinder 9 ausgeübt, die eine feste Verankerung der Armatur innerhalb der Isolierwelle bewirkt. Aufgrund der durch die Hauptzylinder/Hilfszylinder/Stege-Anordnung bewirkten Segmentierung des Polymers werden die Schrumpflängen stark reduziert, wodurch die Haftung zwischen Polymer und Armatur aufgrund der aufgebauten mechanischen Spannungen verbessert wird.

Bei Betätigung der fertig im elektrischen Schalter montierten Isolierwelle ergibt sich ein Kraftschluß von der sich drehenden Isolierwelle 12 und dem eingegossenen Hilfszylin­ der 9 über die Stege 10 und den Hauptzylinder 8 mit den Zähnen 11 zum Schaltmesser oder Schalthebel.

Im Ausführungsbeispiel ist die Armatur zwar aus lediglich zwei Zylindern aufgebaut, es sind jedoch aus Ausführungsvarianten mit drei oder mehr Zylindern möglich, welche jeweils über Stege miteinander verbunden sind.

Claims (7)

1. Armatur für eine Isolierwelle eines elektrischen Schalters, wobei die Armatur mit elektrischem Potential beaufschlagbar ist und bei Drehung der Isolierwelle eine Kraft auf ein Schaltmesser oder einen Schalthebel überträgt dadurch gekennzeichnet daß die Armatur (1, 2, 3) aus mindestens zwei konzentrisch angeordneten metalli­ schen Zylindern (8, 9) aufgebaut ist, welche über Stege (10) miteinander verbunden sind, wobei der Außendurchmesser des äußeren Zylinders (8) etwa dem Außendurch­ messer der Isolierwelle entspricht.

2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder (8) mit mindestens einem Zahn (11) zur Kraftweiterleitung an das Schaltmesser oder den Schalthebel versehen ist.

3. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder (8) eine ovale oder elliptische Formgebung aufweist, um die Kraftweiterleitung an das Schaltmesser oder den Schalthebel zu bewirken.

4. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (9) hohl ausgebildet ist.

5. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (9) massiv ausgebildet ist.

6. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (9) kürzer als der äußere Zylinder (8) gestaltet ist.

7. Isolierwelle eines elektrischen Schalters mit mindestens einer in ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere ein Polymer, einstückig eingegossenen, nach min­ destens einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Armatur (1, 2, 3).