DE3884557T2 - Ausschaltanordnung für mehrphasenleistungsschalter mit drehbarem Doppelkontakt. - Google Patents

Ausschaltanordnung für mehrphasenleistungsschalter mit drehbarem Doppelkontakt.

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DE3884557T2 DE88402559T DE3884557T DE3884557T2 DE 3884557 T2 DE3884557 T2 DE 3884557T2 DE 88402559 T DE88402559 T DE 88402559T DE 3884557 T DE3884557 T DE 3884557T DE 3884557 T2 DE3884557 T2 DE 3884557T2
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für einen Niederspannungs-Mehrpol-Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse, das eine mittels im Gehäuse eingearbeiteter Gleitlager um eine feststehende Querachse drehbare Schaltwelle aufweist, wobei die genannte Achse senkrecht zur Längsrichtung jedes Pols steht, der folgende Elemente umfaßt:
  • - zwei mit den Anschlußschienen verbundene feststehende Kontakte;
  • - einen zweiarmigen Drehkontakthebel, der sich entlang der Längsachse des Pols in einer Aufnahme der Schaltwelle erstreckt und einander gegenüberliegende Kontaktstücke aufweist, die in Einschaltstellung mit den feststehenden Kontakten zusammenwirken;
  • - zwei im Inneren der Schaltwelle angebrachte Federn, die auf den Kontakthebel einwirken und so einen festgelegten Kontaktdruck der Kontaktstücke auf die feststehenden Kontakte gewährleisten, wobei eines der Enden jeder Feder mit einem Mitnehmerelement der Schaltwelle zusammenwirkt.
  • Der Einsatz eines zweiarmigen Kontakthebels in einem Leistungsschalter ermöglicht die Reihenschaltung zweier Lichtbögen und somit ein größeres Ausschaltvermögen. In einem statisch unbestimmten System mit vollständiger Rotationsführung des Kontakthebels tritt das Problem der gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdrucks auf die beiden feststehenden Kontakte auf. Eine Lösung dieses Problems wurde in der EP-A-0 174 904 vorgeschlagen, in der der Mittelteil des Kontakthebels ein Langloch aufweist, das auf einem feststehenden Lagerbolzen montiert ist, so daß eine Lagerung mit einem translatorischen Freiheitsgrad entsteht. Der feststehende Lagerbolzen ist koaxial in der Schaltwelle montiert, so daß sich der Kontakthebel senkrecht zur Längsachse des Pols etwas verschieben kann und so ein gleichmäßiger Kontaktdruck im Bereich der beiden Trennstellen erreicht wird. Der Durchmesser des Lagerbolzens entspricht etwa der Breite des Langlochs, und jede Verschiebung des Kontakthebels in Längsrichtung wird verhindert. Die Position des Kontakthebels in bezug auf die Längsachse wird exakt vom Lagerbolzen vorgegeben, was enge Fertigungstoleranzen erfordert.
  • Ein Drehschalter mit zwei Trennstellen ähnlich demjenigen, der in der einleitenden Beschreibung von Anspruch 1 beschrieben ist, ist beispielsweise aus der DE-A-2.845.950 bekannt. Bei diesem Schalter üben die Federn einen Kontaktdruck aus, so daß in Längsrichtung keinerlei Verstellung in eine Gleichgewichtsstellung möglich ist. In Abhängigkeit von der Kontaktabnutzung im Laufe der Betriebsdauer des Schalters besteht die Gefahr einer Fehlpositionierung des Kontakthebels gegenüber den feststehenden Kontakten, wodurch die ordnungsgemäße Funktionsweise des Schaltgeräts beeinträchtigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage eines zweiarmigen Kontakthebels auf der Schaltwelle eines Leistungsschalters mit Isolierstoffgehäuse zu vereinfachen.
  • Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn in der Aufnahme für den Kontakthebel montiert sind, wobei das andere Ende jeder Feder an einem Befestigungselement des Kontakthebels angebracht ist, daß sich die beiden Befestigungselemente der beiden Federn in bezug auf eine gedachte Drehachse des Kontakthebels diametral gegenüberstehen, daß sich die beiden Mitnehmerelemente der beiden genannten Federn in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle diametral gegenüberstehen, und daß die Anordnung der Federn eine freie Verschiebbarkeit der gedachten Drehachse des Kontakthebels in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle gewährleistet und gleichzeitig ein Kraftmoment zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdrucks und eine elastische Positionierung des Kontakthebels mit zwei translatorischen Freiheitsgraden ermöglicht, wobei der Kontakthebel durch die selbstzentrierende Wirkung der Federn auf der Längsachse in einer Gleichgewichtsposition gehalten wird.
  • Durch die freie Verschiebbarkeit des Kontakthebels mittels der beiden symmetrischen Federn kann eine automatische Zentrierung des Kontakthebels auf der gedachten Drehachse erfolgen. Diese Drehachse kann mit der feststehenden Querachse der Schaltwelle zusammenfallen oder aber in einer Ebene senkrecht zu dieser verlaufen.
  • Die mit dem Kontakthebel zusammenwirkenden Federn können Drehfedern, Zugfedern oder Druckfedern sein.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, wobei die Kontakte des Leistungsschalters in Einschaltstellung dargestellt sind;
  • Fig. 2 eine Darstellung von Fig. 1 im Horizontalschnitt;
  • Fig. 3 und 4 zu Fig. 1 und 2 analoge Darstellungen einer Ausführungsvariante;
  • Fig. 5 und 6 zu Fig. 1 und 2 analoge Darstellungen einer anderen Ausführungsvariante.
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Schaltpol 10 eines Niederspannungs- Leistungsschalters, der in einem Abteil des Isolierstoffgehäuses 12 montiert ist. Der Pol 10 verfügt über einen zweiarmigen Drehkontakthebel 14, der sich zwischen einer Einschaltstellung (Fig. 1) und einer (nicht dargestellten) Ausschaltstellung um eine gedachte Drehachse 16 bewegt. Die gedachte Drehachse 16 befindet sich im mittleren Bereich des Pols 10, und der Kontakthebel 14 besteht aus zwei Hebelarmen 18, 20, die sich zwischen der gedachten Drehachse 16 und zwei einander gegenüberliegenden, mit den feststehenden Kontakten 26 bzw. 28 zusammenwirkenden Kontaktstücken 22, 24 erstrekken.
  • Der elektrische Anschluß des Pols erfolgt über zwei Kontaktschienen 30, 32, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 12 herausgeführt werden. Die Kontaktschienen 30, 32 verlaufen entlang der Längsachse 34 des Pols, und ihre nach innen gerichteten Enden tragen die feststehenden Kontakte 26, 28. Jedem auf jeweils einer Seite der gedachten Drehachse 16 liegenden Kontaktpaar 26, 22; 28, 24 ist eine Lichtbogenlöschkammer 36, 38 mit einem Stapel von Löschblechen zugeordnet.
  • In der Einschaltstellung des Leistungsschalters fließt im Hauptstromkreis des Pols der Nennstrom, der über eine der Kontaktschienen, beispielsweise 30, eingespeist wird und dann über den feststehenden Kontakt 26, den Kontakthebel 14 und den feststehenden Kontakt 28 zur anderen Kontaktschiene 32 fließt. Die Drehung des Kontakthebels 14 im Uhrzeigersinn ruft die gleichzeitige Trennung beider Kontaktpaare 26, 22; 28, 24 und dadurch die Zündung zweier in Reihe geschalteter Lichtbögen hervor. Der Kontakthebel 14 wird mit Hilfe einer Isolierstoff-Schaltwelle 40 in Drehung versetzt, die sich in Querrichtung zur gedachten Drehachse 16 des Kontakthebels erstreckt. Die Schaltwelle 40 ist mittels im Gehäuse 12 eingearbeiteter Gleitlager um eine feststehende Querachse drehbar gelagert.
  • Die Schaltwelle 40 ist in der mittleren Tasche 39 des Gehäuses 12 montiert, die durch Trennwände 37 von den Löschkammern 36, 38 abgeteilt ist. In den Trennwänden 37 sind Schlitze 35 zum Durchtritt des Kontakthebels 14 eingearbeitet.
  • Ein (nicht dargestellter) Antriebsmechanismus zum Übertragung der Ausschalt- und Einschaltbewegungen auf die einzelnen Pole ist mechanisch an die Schaltwelle 40 angekoppelt.
  • Der Kontakthebel 14 des Pols 10 ist in einer Aufnahme 41 der Schaltwelle 40 montiert und erstreckt sich senkrecht zur feststehenden Drehachse sowie parallel zur Längsrichtung 34.
  • Die Lagerung und Führung des Kontakthebels 14 im Inneren der Aufnahme 41 wird durch zwei Drehfedern 42, 44 gewährleistet, die koaxial zur gedachten Drehachse 16 auf jeweils einer Seite des Kontakthebels 14 angeordnet sind. Die erste Drehfeder 42 verfügt über ein abgewinkeltes Ende 46, das in eine Nut 47 des Hebelarms 18 eingreift, und das entgegengesetzte Ende 48 wird durch die Elastizität der Feder 42 gegen einem Anschlag 50 im Inneren der Schaltwelle 40 gedrückt. Die Befestigungsnut 47 der Feder 42 liegt dem Kontakt stück 22 gegenüber.
  • Die zweite Feder 44 ist auf ähnliche Art und Weise in einer Nut 52 des Hebelarms 20 und an einem Anschlag 54 im Inneren der Schaltwelle 40 befestigt. Die beiden Anschläge 50, 54 der Schaltwelle 40 stehen sich in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle 40 diametral gegenüber.
  • Die beiden Drehfedern 42, 44 wirken auf den Kontakthebel entlang einer trigonometrischen Bahn, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Kontaktdrucks der Kontaktstücke 22, 24 auf die entsprechenden feststehenden Kontakte 26, 28 erreicht wird, und ermöglichen gleichzeitig eine elastische Positionierung des Kontakthebels 14 in Längsrichtung 34 des Pols. Im Inneren der Aufnahme 41 ist die gedachte Drehachse 16 des Kontakthebels 14 in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle 40 frei verschiebbar montiert. Daraus folgt, daß der zweiarmige Kontakthebel 14 versucht, in Abhängigkeit von den Maßtoleranzen des Gehäuses 12 und der Schaltwelle 40 in Längsrichtung eine Gleichgewichtsposition einzunehmen.
  • Gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 3 und 4 erfolgt die Positionierung des Kontakthebels 14 in der Aufnahme 41 der Schaltwelle 40 mittels zweier Zugfedern 60, 62, die in der Mittelebene entlang der Längsachse 34 des Pols angeordnet sind. Die erste Zugfeder 60 ist zwischen einem auf der Wölbung des Hebelarms 18 befestigten Zapfen 64 und einer Mitnehmerlasche 66 der Schaltwelle 40 montiert. Die zweite Zugfeder 62 ist auf ähnliche Art und Weise zwischen einem Zapfen 68 des Hebelarms 20 und einer Lasche 70 der Schaltwelle 40 montiert. Die beiden Zapfen 64 und 68 des Zweiarm-Kontakthebels 14 stehen sich in bezug auf die gedachte Drehachse 16 diametral gegenüber. Die beiden Laschen 66 und 70 der Schaltwelle 40 stehen sich in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle 40 diametral gegenüber. Die beiden Zugfedern 60, 62 liegen parallel zueinander in einer gegenüber der Längsachse 34 geneigten Richtung (Fig. 3). Mit einer solchen Anordnung der Federn 60, 62 kann gleichzeitig ein Kontaktdruckmoment erzeugt und eine Gleichgewichtsstellung des Kontakthebels 14 in der Längsrichtung 34 erreicht werden.
  • Fig. 5 und Fig. 6 zeigen den Kontakthebel 14 mit zwei Druckfedern 72, 74, mittels derer der Kontaktdruck auf die feststehenden Kontakte 26, 28 und die Gleichgewichtsstellung entlang der Längsachse erreicht werden kann.
  • Bezüglich der drei Ausführungsvarianten gemäß Fig. 1 bis 6 sei darauf hingewiesen, daß der Kontaktarm 14 unter der Wirkung der elektrodynamischen Abstoßung von den feststehenden Kontakten 26, 28 abheben kann, während die Schaltwelle 40 bis zur Auslösung des Schaltmechanismus inaktiv bleibt. Dieser Abstoßungseffekt wird durch eine geeignete Form, insbesondere eine Schleifenform, der die beiden feststehenden Kontakte 26, 28 tragenden Anschlußschienen 30, 32 erreicht.

Claims (6)

1. Schaltvorrichtung für einen Niederspannungs-Mehrpol-Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse (12), das eine mittels im Gehäuse (12) eingearbeiteter Gleitlager um eine feststehende Querachse drehbare Schaltwelle (40) aufweist, wobei die genannte Achse senkrecht zur Längsrichtung (34) jedes Pols steht, der folgende Elemente umfaßt:
- zwei feststehende mit den Anschlußschienen (30, 32) verbundene Kontakte (26, 28);
- einen zweiarmigen Kontakthebel (14), der sich entlang der Längsachse (34) des Pols in einer Aufnahme (41) der Schaltwelle (40) erstreckt und einander gegenüberliegende Kontaktstücke (22, 24) aufweist, die in Einschaltstellung mit den feststehenden Kontakten (26, 28) zusammenwirken;
- zwei im Inneren der Schaltwelle (40) angebrachte Federn (42, 44; 60, 62; 72, 74), die auf den Kontakthebel einwirken und so einen festgelegten Kontaktdruck der Kontaktstücke (22, 24) auf die feststehenden Kontakte (26, 28) gewährleisten, wobei eines der Enden jeder Feder (42, 44; 60, 62; 72, 74) mit einem Mitnehmerelement (50, 54; 66, 70) der Schaltwelle (40) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (42, 44; 60, 62; 72, 74) in der Aufnahme (41) für den Kontakthebel (14) montiert sind, wobei das andere Ende jeder Feder (42, 44; 60, 62; 72, 74) an einem Befestigungselement (47, 52; 64, 68) des Kontakthebels (14) angebracht ist, daß sich die beiden Befestigungselemente (47, 52; 64, 68) der beiden Federn (42, 44; 60, 62; 72, 74) in bezug auf eine gedachte Drehachse (16) des Kontakthebels (14) diametral gegenüberstehen, daß sich die beiden Mitnehmerelemente (50, 54; 66, 70) der beiden genannten Federn in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle (40) diametral gegenüberstehen, und daß die Anordnung der Federn (42, 44; 60, 62; 72, 74) eine freie Verschiebbarkeit der gedachten Drehachse (16) des Kontakthebels (14) in bezug auf die feststehende Querachse der Schaltwelle (40) gewährleistet und gleichzeitig ein Kraftmoment zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdrucks und eine elastische Positionierung des Kontakthebels (14) mit zwei translatorischen Freiheitsgraden ermöglicht, wobei der Kontakthebel durch die selbstzentrierende Wirkung der Federn (42, 44; 60, 62; 72, 74) auf der Längsachse (34) in einer Gleichgewichtsposition gehalten wird.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (14) über zwei einander gegenüberliegende Hebelarme (18, 20) verfügt, daß die beiden Federn zur Positionierung des Kontakthebels (14) koaxial zur gedachten Drehachse (16) auf jeweils einer Seite des Kontakthebels (14) angeordnete Drehfedern (42, 44) sind, daß jedes der genannten Befestigungselemente durch eine Nut (47, 52) gebildet wird, die auf dem jeweiligen Hebelarm (18, 20) dem Kontaktstück (22, 24) gegenüberliegt, und daß jedes der genannten Mitnehmerelemente durch einen Anschlag (50, 54) im Inneren der Schaltwelle (40) gebildet wird.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (14) über zwei einander gegenüberliegende Hebelarme (18, 20) verfügt, daß die beiden Federn zur Positionierung des Kontakthebels (14) parallel zueinander in einer gegenüber der Längsachse geneigten Richtung angeordnete Zugfedern (60, 62) sind.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der genannten Befestigungselemente durch einen auf dem jeweiligen Hebelarm (18, 20) befindlichen Zapfen (64, 68) gebildet wird, und daß jedes der genannten Mitnehmerelemente durch eine Lasche (66, 70) der Schaltwelle (40) gebildet wird.
5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lichtbogenlöschkammern (36, 38) entlang der Längsachse (34) zu den beiden Seiten der Schaltwelle (40) angeordnet sind, wobei sie durch Trennwände (37) mit Schlitzen (35) zum Durchtritt des Kontakthebels ab geteilt sind.
6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (30, 32) mit den feststehenden Kontakten (26, 28) schleifenförmig ausgebildet sind, um so einen elektrodynamischen Abstoßungseffekt zu Beginn des Trennvorgangs der Leistungsschalter-Kontakte zu erreichen.
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