DE19910032C1

DE19910032C1 - Mehrpoliger Leistungsschalter

Info

Publication number: DE19910032C1
Application number: DE19910032A
Authority: DE
Inventors: Franz Boeder; Guido Dedenbach; Hans-Juergen Mader
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: EP1037239A2; EP1037239B1; US6259338B1; EP1037239A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit einem Schaltkammergehäuse (2), in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern (3-5) nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle (9), wobei jede Schaltkammer (3-5) eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke (6-8) ausgebildete Kontaktanordnung umfaßt, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt. DOLLAR A Um zu erreichen, daß die Schaltwelle (9) des Leistungsschalters (1) auf einfache Weise vormontierbar ist, eine ausreichende Torsionssteifigkeit besitzt und in dem Schaltkammergehäuse (2) zur exakten Positionierung keine aufwendigen Lager erfordert, schlägt die Erfindung vor, die aus Kunststoff bestehenden und die schwenkbaren Kontaktbrücken (6-8) enthaltenden Wellensegmente (10-12) der Schaltwelle (9) über Kupplungselemente (14, 15) miteinander zu verbinden, über die sich die Schaltwelle (9) an dem Schaltkammergehäuse abstützt. Hierzu umfaßt das jeweilige Kupplungselement (14, 15) zwei laschenförmig ausgebildete Teile (16, 17), welche über eine Lagerwelle (18) miteinander verbunden sind und die auf ihrer der Lagerwelle (18) abgewandten Seite jeweils mindestens zwei Verbindungsbolzen (19-22) tragen, welche zur Verbindung mit den benachbarten Wellensegmenten (10-12) in entsprechende Ausnehmungen (25, 26) dieser Segmente eingreifen.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit einem Schaltkammergehäuse, in dem eine der Polzahl ent sprechende Anzahl von Schaltkammern nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle, wobei jede Schaltkammer eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke ausgebildete Kontaktanordnung umfaßt, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt.

Ein derartiger Leistungsschalter ist beispielsweise aus der EP 0 542 636 B1 bekannt. Dabei ist jede der Kontaktbrücken in einem separaten aus Kunststoff bestehenden Wellensegment der Schaltwelle angeordnet. Zur Verbindung der Wellensegmente sind zwei sich in axialer Richtung erstreckende, parallel zueinander angeordnete Schaltstangen vorgesehen.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Leistungsschalter unter anderem, daß die Montage der aus den Wellensegmenten und den Schaltstangen bestehenden Schaltwelle relativ zeitaufwendig ist. Außerdem ist eine aufwendige Lagerung der Schaltwelle in dem Schaltschloß des Leistungsschalters erforderlich, und bei der Verwendung durchgehender Metallstangen ergeben sich häu fig Probleme hinsichtlich der elektrischen Isolierung benach barter Schaltkammern. Schließlich ist die Torsionssteifigkeit einer derartigen Schaltwelle gering und genügt in der Regel nicht den an sie gestellten Anforderungen.

Aus der EP 0 634 051 B1 ist ein mehrpoliger Leistungsschalter mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle bekannt, bei der die Kontaktbrücken der einzelnen Schaltkammern ebenfalls an Wellensegmenten angeordnet sind. Zur Herstellung der Schaltwelle weist das mittlere Wellensegment an seinen beiden Enden jeweils einen zentrischen Zapfen auf, der in entspre chende Ausnehmungen der benachbarten Wellensegmente gesteckt wird. Außerdem sind an den Enden der Wellensegmente mit Aus nehmungen versehene Hebel zur Aufnahme zusätzlicher Kupp lungsbolzen vorgesehen.

Nachteilig bei diesem bekannten Leistungsschalter ist unter anderem die zusätzliche Verbindung über Kupplungsbolzen sowie die ebenfalls relativ aufwendige Lagerung, um eine exakte Positionierung der Schaltwelle zu gewährleisten.

Aus der DE 42 01 255 A1 ist schließlich ein mehrpoliger Lei stungsschalter mit einer für alle Pole gemeinsamen Schalt welle bekannt, bei der die den Schaltkammern zugeordneten Kontaktbrücken in benachbarten Wellensegmenten angeordnet sind. Zur Bildung der Schaltwelle werden die Wellensegmente über Kupplungselemente aus Kunststoff miteinander verbunden. Die Kupplungselemente bestehen jeweils im wesentlichen aus einer zentralen Zwischenwand zur elektrischen Isolierung be nachbarter schwenkbarer Kontaktbrücken sowie aus beidseitig an der Zwischenwand angeordneten zylinderförmigen Teilen mit jeweils zwei Halte rungsstiften, welche in entsprechende Ausnehmungen der Wel lensegmente eingreifen.

Nachteilig ist bei diesem Leistungsschalter unter anderem ebenfalls die relativ aufwendige Lagerung der Schaltwelle, die im wesentlichen im Bereich der Wellensegmente erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Leistungsschalter der eingangs erwähnten Art anzugeben, des sen Schaltwelle auf einfache Weise vormontierbar ist, eine ausreichende Torsionssteifigkeit besitzt und in dem Schalt kammergehäuse zur exakten Positionierung keine aufwendigen Lager erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß die aus Kunststoff bestehenden und die schwenkbaren Kontakt brücken enthaltenden Wellensegmente über Kupplungselemente miteinander verbunden sind, über die sich die Schaltwelle an dem Schaltkammergehäuse abstützt. Hierzu umfaßt das jeweilige Kupplungselement zwei laschenförmig ausgebildete Teile, wel che über eine Lagerwelle miteinander verbunden sind und die auf ihrer der Lagerwelle abgewandten Seite jeweils mindestens zwei Verbindungsbolzen tragen, welche zur Verbindung mit den benachbarten Wellensegmenten in entsprechende Ausnehmungen dieser Segmente eingreifen.

Das Kupplungselement kann sowohl aus Metall als auch aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausreichender Festigkeit bestehen.

Um eine gute Torsionssteifigkeit der Schaltwelle sicherzu stellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ab stand zwischen benachbarten Verbindungsbolzen des jeweiligen Kupplungselementes größer als der Durchmesser der Lagerwelle ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispiel. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen dreipoligen Leistungsschalters mit abgenommenem Ober teil des Schaltkammergehäuses;

Fig. 2 die perspektivische Ansicht der aus drei Wellen segmenten und drei Kupplungselementen bestehenden Schaltwelle des in Fig. 1 dargestellten Leistungs schalters vor ihrem Zusammenbau und

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Schaltwelle nach ihrer Montage.

In Fig. 1 ist mit 1 ein dreipoliger Leistungsschalter bezeich net, welcher ein Schaltkammergehäuse 2 aus Kunststoff mit drei nebeneinander angeordneten und im wesentlichen gleich aufgebauten Schaltkammern 3-5 umfaßt. Jede der Schaltkammern 3-5 enthält eine feststehende Kontaktanordnung und eine als schwenkbare Kontaktbrücke 6-8 ausgebildete Kontaktanordnung, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung in an sich bekannter Weise zusammenwirkt (zum Aufbau und zur Wirkungs weise derartiger Leistungsschalter vgl. auch die eingangs erwähnte EP 0 542 636 B1).

Die Kontaktbrücken 6-8 sind über eine gemeinsame Schaltwelle 9 miteinander verbunden. Hierzu ist jede der Kontaktbrücken 6-8 in einem aus Kunststoff bestehenden Wellensegment 10-12 um eine entsprechende Achse 13 (Fig. 2) schwenkbar gelagert.

Die Fig. 2 und 3 geben die Schaltwelle 9 vor und nach ihrer Montage wieder. Dabei werden die Wellensegmente 10-12 (aus Übersichtlichkeitsgründen sind die Kontaktbrücken 6-8 weg gelassen) mittels identisch aufgebauter metallischer Kupp lungselemente 14, 15 verbunden. Diese umfassen jeweils zwei laschenförmig ausgebildete Teile 16, 17, welche über eine Lagerwelle 18 miteinander verbunden sind und die auf ihrer der Lagerwelle 18 abgewandten Seite jeweils mindestens zwei sich in axialer Richtung erstreckende Verbindungsbolzen 19, 20 bzw. 21, 22 tragen. Dabei ist der Abstand 23 zwischen den benachbarten Verbindungsbolzen 19, 20 bzw. 21, 22 des jewei ligen Kupplungselementes 14, 15 größer als der Durchmesser 24 der Lagerwelle 18. Die Wellensegmente 10-12 weisen jeweils auf ihrer dem entsprechenden Kupplungselement 14, 15 zuge wandten Seite zur Aufnahme der Verbindungsbolzen 19-22 Aus nehmungen 25, 26 auf.

Die Kupplungselemente 14, 15 umfassen im Bereich zwischen den beiden laschenförmigen Teilen 16, 17 mindestens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen 27, welcher mit einem der beiden laschenförmigen Teile 16 bzw. 17 fest verbunden ist und von dem jeweils anderen laschenförmigen Teil 17 bzw. 16 einen vorgegebenen Abstand aufweist, so daß sich auf dieser Seite eine spaltförmige Öffnung 28 ergibt.

Der Zapfen 27 dient zur Verbindung der Schaltwelle 9 mit dem nicht dargestellten Schaltschloß des Leistungsschalters 1, wobei ein üblicherweise hebelförmiges Verbindungsteil (Knie hebel) des Schaltschlosses in die spaltförmige Öffnung 28 eingeschoben und durch seitliches Verschieben der Zapfen 27 in eine entsprechende Ausnehmung des Kniehebels eingeführt wird.

Der Übergangsbereich zwischen benachbarten Schaltkammern 3-5 ist teilweise als Lager 29 (Fig. 1) für die Lagerwelle 18 des die entsprechenden Wellensegmente 10-12 verbindenden Kupplungselementes 14, 15 ausgebildet (Fig. 2, 3).

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, wird bei der Montage der Schaltwelle 9 auf die Verbindungsbolzen 19-22 des jeweiligen Kupplungselementes 14, 15 jeweils eine elastische Dichtschei be 30 angeordnet, deren äußerer Rand 31 die Wellensegmente 10-12 überragt und in eine nutenförmige Ausnehmung 32 des Schaltkammergehäuses 2 eingreift (Fig. 1).

Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß die in den Schalt kammern 3-5 bei Ausbildung von Lichtbögen erzeugten ionisier ten Gase entlang der Schaltwelle 9 in die jeweils benachbar ten Schaltkammern 3-5 gelangen können. Denn die Gase besitzen in der Regel unterschiedliche Drücke, so daß die elastischen Dichtscheiben 30 im Bereich ihrer äußeren Ränder 31 jeweils gegen eine der beiden Seitenwände des Schaltkammergehäuses 2 im Bereich der nutenförmigen Ausnehmung 32 gedrückt werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der er findungsgemäße Leistungsschalter beispielsweise auch vier Schaltkammern umfassen. Die Schaltwelle setzt sich in diesem Fall aus vier Wellensegmenten zusammen, die über drei der vorstehend beschriebenen Kupplungselemente miteinander verbunden werden.

Ferner können die Kupplungselemente statt aus Metall auch aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen (z. B. Kunst stoff), sofern sich eine ausreichende Torsionssteifigkeit der Schaltwelle ergibt.

Der Zapfen 27 zur Verbindung der Schaltwelle mit dem Schaltschloß kann auch als durchgehender Zapfen ausgebildet sein und die beiden laschenförmigen Teile 16 und 17 ohne Bildung einer spaltförmigen Öffnung 28 miteinander verbinden. In diesem Fall ist der Kniehebel des Schaltschlosses bereits vormontiert an dem Zapfen angeordnet.

Bezugszeichenliste

1

Leistungsschalter

2

Schaltkammergehäuse

3-5

Schaltkammern

6-8

schwenkbare Kontaktbrücken

9

Schaltwelle

10-12

Wellensegmente

13

Achse

14

,

15

Kupplungselemente

16

,

17

laschenförmige Teile

18

Lagerwelle

19-22

Verbindungsbolzen

23

Abstand (Verbindungsbolzen)

24

Durchmesser (Lagerwelle)

25

,

26

Ausnehmungen

27

Zapfen

28

spaltförmige Öffnung

29

Lager

30

Dichtscheibe

31

äußerer Rand (Dichtscheibe)

32

nutenförmige Ausnehmung

Claims

1. Mehrpoliger Leistungsschalter mit einem Schaltkammer gehäuse (2), in dem eine der Polzahl entsprechende An zahl von Schaltkammern (3-5) nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle (9), wobei jede Schaltkammer (3-5) eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke (6-8) ausgebildete Kontaktanordnung umfaßt, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt, mit den Merkmalen:

a) jede der Kontaktbrücken (6-8) ist in einem aus einem Isoliermaterial bestehenden Wellensegment (10-12) angeordnet;
b) die benachbarten Wellensegmente (10-12) sind jeweils über getrennte Kupplungselemente (14, 15) miteinander verbunden;
c) die Kupplungselemente (14, 15) umfassen jeweils zwei laschenförmig ausgebildete Teile (16, 17), welche über eine Lagerwelle (18) miteinander verbunden sind, und die auf ihrer der Lagerwelle (18) abge wandten Seite jeweils mindestens zwei sich in axialer Richtung erstreckende Verbindungsbolzen (19-22) tragen;
d) die Wellensegmente (10-12) weisen jeweils auf ihrer dem entsprechenden Kupplungselement (14, 15) zuge wandten Seite zur Aufnahme der Verbindungsbolzen (19-22) Ausnehmungen (25, 26) auf, und
e) der Übergangsbereich des Schaltkammergehäuses (2) zwischen benachbarten Schaltkammern (3-5) ist min destens teilweise als Lager (29) für die Lagerwelle (18) des die entsprechenden Wellensegmente (10-12) verbindenden Kupplungselementes (14, 15) ausgebil det.

2. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (14, 15) aus Metall oder aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.

3. Mehrpoliger Leistungsschalter nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (23) zwischen benachbarten Verbindungsbolzen (19, 20; 21, 22) des je weiligen Kupplungselementes (14, 15) größer als der Durchmesser (24) der Lagerwelle (18) ist.

4. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kupp lungselement (14, 15) im Bereich zwischen den beiden laschenförmigen Teilen (16, 17) mindestens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen (27) umfaßt, wel cher mit mindestens einem der beiden laschenförmigen Teile (16, 17) fest verbunden und von dem jeweils anderen laschenförmigen Teil (17, 16) einen vorgegebenen Abstand aufweist.

5. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Verbindungs bolzen (19-22) des jeweiligen Kupplungselementes (14, 15) mindestens eine elastische Dichtscheibe (30) angeordnet ist, deren äußerer Rand (31) in eine nutenförmige Aus nehmung (32) des Schaltkammergehäuses (2) eingreift.