DE202012013384U1

DE202012013384U1 - Rotatorisch betätigte Schaltanordnung für eine Schaltanlage

Info

Publication number: DE202012013384U1
Application number: DE202012013384.5U
Authority: DE
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: AU2013337049A1; DE102012020593A1; CN104718590A; WO2014063795A3; EP2909851A2; WO2014063795A2

Abstract

Schaltanordnung, umfassend ein Schaltgerät (1) für elektrische Schaltanlagen sowie einen Betätigungshebel (2) zum Betätigen des Schaltgeräts (1), wobei das Schaltgerät (1) durch eine rotatorische Bewegung, Drehbewegung oder Schwenkbewegung des Betätigungshebels (2) betätigbar ist und wobei der Betätigungshebel (2) vom Schaltgerät (1) räumlich beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine kardanische Einrichtung (3) vorgesehen ist, welche auf einer ersten Seite (4) mit dem Betätigungshebel (2) kraftübertragend verbunden ist und auf einer zweiten Seite (5) kraftübertragend mit dem Schaltgerät (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung, umfassend ein Schaltgerät für elektrische Schaltanlagen sowie einen Betätigungshebel zum Betätigen des Schaltgeräts, wobei das Schaltgerät durch eine rotatorische Bewegung, Drehbewegung oder Schwenkbewegung des Betätigungshebels betätigbar ist und wobei der Betätigungshebel vom Schaltgerät räumlich beabstandet ist. Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Einschubmodul sowie eine elektrische Schaltanlage mit einer solchen Schaltanordnung.
In elektrischen Schaltanlagen müssen Schaltgeräte mechanisch betätigt werden, um Stromverbindungen herzustellen oder zu unterbrechen. Zur Betätigung dieser Schaltgeräte werden von Betätigungselementen insbesondere rotatorische Bewegungen ausgeführt.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, rotatorische Bewegungen mittels einer starren Welle auf ein zu betätigendes Schaltgerät zu übertragen, wobei die jeweilige Drehachse eines Betätigungshebels und die jeweilige Drehachse des zu betätigenden Schaltgerätes kollinear angeordnet sein müssen.
Sobald ein Versatz oder größere Toleranzen zwischen den Drehachsen oder den eingesetzten Betätigungselementen bestehen, kann dieser konstruktive Aufbau nahezu nicht mehr zur Schaltung von Schaltgeräten verwendet werden.
Bei dem bisher bekannten Aufbau ist nachteilig, dass die Schaltgeräte so angeordnet werden müssen, dass eine Drehachse eines Betätigungshebels und eine Drehachse des Schaltgeräts kollinear angeordnet sind.
Eine solche räumliche Anordnung ist in vielen Anwendungsfällen nicht realisierbar. Dies kann dazu führen, dass größere Bauräume für die Anordnung von Schaltgeräten bereitgestellt werden müssen. Dies wiederum führt zu einer relativ schlechten Raumausnutzung und einem erhöhten Fertigungs- und Installationsaufwand sowie zu höheren beziehungsweise erhöhten Kosten. Der bisher bekannte konstruktive Aufbau mit starren Wellen führt überdies bei zu großen Toleranzen zu Problemen beim Zusammenbau einer Anordnung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit anzugeben mit welcher rotatorisch betätigte Schaltgeräte auch in engen Bauräumen optimal verbaut werden können, so dass der zur Verfügung stehende Bauraum optimal zu nutzen beziehungsweise nutzbar ist.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Schaltanordnung, insbesondere eine Schaltanordnung für einen Einschub oder ein Schaltanlagenmodul für eine Niederspannungsschaltanlage, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Einschubmodul und eine Schaltanlage mir einer demgemäßen Schaltanordnung sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Danach ist die eingangs genannte Schaltanordnung dadurch gekennzeichnet, dass eine kardanische Einrichtung vorgesehen ist, welche auf einer ersten Seite mit dem Betätigungshebel kraftübertragend verbunden ist und auf einer zweiten Seite kraftübertragend mit dem Schaltgerät verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass ein Schaltgerät durch ein kardanisches System auch in engen Bauräumen durch einen Betätigungshebel problemlos betätigt werden kann. Insbesondere ist erkannt worden, dass der Betätigungshebel an einem Modul außen angebracht werden kann. Die Betätigung eines versetzt angeordneten Schaltgerätes wird erst durch das kardanische System ermöglicht. Erfindungsgemäß kann die Qualität von Schaltgeräten erheblich verbessert werden. Schaltgeräte können in Modulen besser platziert werden, um zur Verfügung stehenden Bauraum optimal zu nutzen. Insbesondere kann der jeweilig zur Verfügung stehende Bauraum durch eine Schaltanlage optimal oder optimiert ausgenutzt werden, wodurch die erforderliche Grundfläche bzw. der sogenannte „Footprint“ der kompletten Schaltanlage verkleinert wird. Module und die gesamte Schaltanlage können somit mit geringerem Aufwand und/oder im Hinblick auf Rohstoffe und Halbzeuge verbrauchsärmer beziehungsweise rohstoffsparender und/oder günstiger gefertigt werden, da kleinere Module verwendet werden können.
Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Vorteilhaft weist die kardanische Einrichtung eine Antriebswelle auf, deren erstes Ende in einem ersten Aufnahmeflansch aufgenommen ist und deren zweites Ende in einem zweiten Aufnahmeflansch aufgenommen ist. Hierdurch können die Aufnahmeflansche problemlos mit dem Schaltgerät bzw. dem Betätigungshebel verbunden werden.
Weiter vorteilhaft sind die beiden Enden jeweils mit einem Kugelkopf in den Aufnahmeflanschen aufgenommen. So kann die Antriebswelle gemeinsam mit den Aufnahmeflanschen Kugelgelenke ausbilden.
Vorteilhaft ragen von jedem Kugelkopf zwei Stifte ab, welche in schlitzartigen Ausnehmungen der Aufnahmeflansche geführt oder beweglich gelagert sind. Durch diese konstruktive Maßnahme kann die Antriebswelle innerhalb eines Aufnahmeflanschs relativ zu dessen Längsachse geneigt oder gekippt werden und dabei eine Drehbewegung oder ein Drehmoment übertragen.
Vorteilhaft ragt zumindest von einem Aufnahmeflansch ein Achsstummel oder Achszapfen ab. Der Achsstummel oder -zapfen kann einem Betätigungshebel zugeordnet werden. Das Kardansystem besteht vorteilhaft aus zwei Aufnahmeflanschen, in welche die Antriebswelle nach Art zweier Kugelgelenke eingebracht wird. Die rotatorische Kraftübertragung erfolgt mittels mindestens einem im Bereich der Kugelköpfe angebrachten Achsstummel oder Achszapfen. Diese Konstruktion ist sehr zuverlässig. Sie erfordert nur wenige Bauteile, ist leicht zu verbauen, preisgünstig und kann Fertigungstoleranzen sehr leicht ausgleichen. Vorteilhaft kann die Welle auch als flexible Welle oder biegsame Welle ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausgestaltung können Antriebswelle und Aufnahmeflansch auch über ein Kreuz- oder Kardangelenk verbunden sein.
Die Erfindung kann insbesondere in Schaltanlagen, aber auch auf anderen technischen Gebieten eingesetzt werden, bei denen zur Betätigung eines Schalters eine rotatorische Bewegung übertragen werden muss. Die Erfindung kann insbesondere bei den Produktgruppen MNS 3.0, MNSiS und deren Varianten eingesetzt werden.
Demgemäß löst auch ein Einschubmodul sowie eine Schaltanlage und insbesondere eine elektrische Niederspannungsschaltanlage mit einer vorbeschriebenen Schaltanordnung die gestellte Aufgabe.
Die weitere Darlegung der Erfindung erfolgt anhand einiger Figuren und Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen
1 eine Anordnung in einem Modul des Typs MNSiS 6E/ 4 mit OS63 G, wobei ein Betätigungshebel durch eine kardanische Einrichtung mit einem Schaltgerät verbunden ist,
2 eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 1 und
3 eine perspektivische Darstellung der kardanischen Einrichtung.
1 zeigt eine Schaltanordnung, umfassend ein Schaltgerät 1 für elektrische Schaltanlagen, insbesondere für eine Niederspannungsschaltanlage für DC oder AC Anwendungen, sowie einen Betätigungshebel 2 zum Betätigen des Schaltgeräts 1, wobei das Schaltgerät 1 durch eine rotatorische Bewegung, Drehbewegung oder Schwenkbewegung des Betätigungshebels 2 betätigbar ist und wobei der Betätigungshebel 2 vom Schaltgerät 1 räumlich beabstandet ist.
Es ist eine kardanische Einrichtung 3 vorgesehen, welche auf einer ersten Seite 4 mit dem Betätigungshebel 2 kraftübertragend verbunden ist und auf einer zweiten Seite 5 kraftübertragend mit dem Schaltgerät 1 verbunden ist. Dies ist in einer Schnittdarstellung in 2 besonders deutlich dargestellt.
Die Schaltanordnung ist in einem Modul 1a, insbesondere einem Einschub oder Einschubmodul, verbaut. Ein solches Modul 1a wird in Schaltanlagen und insbesondere einer elektrischen Niederspannungsschaltanlage, verwendet.
2 zeigt in einer Schnittdarstellung, dass die kardanische Einrichtung 3 eine Antriebswelle 6 aufweist, deren erstes Ende 7 in einem ersten Aufnahmeflansch 8 aufgenommen ist und deren zweites Ende 9 in einem zweiten Aufnahmeflansch 10 aufgenommen ist. Die beiden Enden 7, 9 der Antriebswelle 6 sind jeweils mit einem Kugelkopf 11, 12 versehen.
Die beiden Enden 7, 9 der Antriebswelle 6 sind jeweils mit einem Kugelkopf 11, 12 in den Aufnahmeflanschen 8, 10 aufgenommen. Die Aufnahmeflansche 8, 10 sind als längliche Hülsen oder Buchsen ausgestaltet. Beim Drehen des ersten Aufnahmeflanschs 8 wird die Drehung durch die Antriebswelle 6 auf den zweiten Aufnahmeflansch 10 übertragen. So wird dieser mitgedreht.
Von jedem Kugelkopf 11, 12 ragen hierzu je zwei Stifte oder Stiftteile 13, 14 ab, welche in schlitzartigen Ausnehmungen 15, 16 der Aufnahmeflansche 8, 10 geführt oder beweglich gelagert sind. Die Stifte oder Stiftteile 13, 14, insbesondere Stiftteile eines durchgehenden Stiftes, ragen jeweils einander kollinear gegenüberliegend von jedem Kugelkopf 11, 12 beidseitig ab.
Die zwei ersten Stifte 13 oder Stiftteile des ersten Kugelkopfs 11 durchgreifen jeweils zwei einander gegenüberliegende erste Ausnehmungen 15.
Die zwei zweiten Stifte 14 oder Stiftteile des zweiten Kugelkopfs 12 durchgreifen jeweils zwei einander gegenüberliegende zweite Ausnehmungen 16.
Je zwei Ausnehmungen 15, 16 sind einander gegenüberliegend in jedem Aufnahmeflansch 8, 10 ausgebildet. Die Ausnehmungen 15, 16 sind als Langlöcher mit abgerundeten Enden ausgebildet. Dies ist in 3 dargestellt.
Zumindest von einem Aufnahmeflansch 8 ragt ein Achsstummel 17 ab. Der Achsstummel 17 ist im Querschnitt quadratisch oder rechteckig ausgebildet.
Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnitts-Geometrien vorsehbar, welche eine kraftschlüssige Verbindung erlauben, wie insbesondere mehreckige Querschnitte, wie beispielsweise auch ein sechs- oder achteckiger Querschnitt, oder elliptische Querschnitte.
Der Achsstummel 17 ist aus dem hülsen- oder buchsenförmigen ersten Aufnahmeflansch 8 herausgebildet und mit diesem einstückig ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung umfasst dabei auch beliebige Kombinationen bevorzugter Ausführungsformen sowie einzelner Ausgestaltungsmerkmale oder Weiterbildungen, sofern diese sich nicht gegenseitig ausschließen.
Bezugszeichenliste

1: Schaltgerät
1a: Modul
2: Betätigungshebel
3: Kardanische Einrichtung
4: Erste Seite
5: Zweite Seite
6: Antriebswelle
7: Erstes Ende
8: Erster Aufnahmeflansch
9: Zweites Ende
10: Zweiter Aufnahmeflansch
11: Erster Kugelkopf
12: Zweiter Kugelkopf
13: Erste Stifte
14: Zweite Stifte
15: Erste Ausnehmung
16: Zweite Ausnehmung
17: Achsstummel

Claims

Schaltanordnung, umfassend ein Schaltgerät (1) für elektrische Schaltanlagen sowie einen Betätigungshebel (2) zum Betätigen des Schaltgeräts (1), wobei das Schaltgerät (1) durch eine rotatorische Bewegung, Drehbewegung oder Schwenkbewegung des Betätigungshebels (2) betätigbar ist und wobei der Betätigungshebel (2) vom Schaltgerät (1) räumlich beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine kardanische Einrichtung (3) vorgesehen ist, welche auf einer ersten Seite (4) mit dem Betätigungshebel (2) kraftübertragend verbunden ist und auf einer zweiten Seite (5) kraftübertragend mit dem Schaltgerät (1) verbunden ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kardanische Einrichtung (3) eine Antriebswelle (6) aufweist, deren erstes Ende (7) in einem ersten Aufnahmeflansch (8) aufgenommen ist und deren zweites Ende (9) in einem zweiten Aufnahmeflansch (10) aufgenommen ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (7, 9) jeweils mit einem Kugelkopf (11, 12) in den Aufnahmeflanschen (8, 10) aufgenommen sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem Kugelkopf (11, 12) zwei Stifte (13, 14) abragen, welche in schlitzartigen Ausnehmungen (15, 16) der Aufnahmeflansche (8, 10) geführt oder beweglich gelagert sind.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest von einem Aufnahmeflansch (8) ein Achsstummel (17) abragt.
Einschubmodul für eine elektrische Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, mit einer Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, umfassend wenigstens eine Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder wenigstens ein Einschubmodul nach Anspruch 6.