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Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen
Niederspanungs-Leistungsschalter mit hohem Nennstrom und hoher elektrodynamischer
Festigkeit. In der Vergangenheit wurden Leistungsschalter mit hohen
Nennströmen
(beispielsweise zwischen 630 und 6300 A) für den Einsatz als Standardschalter
in Einspeisungen und Abgängen
großer
Installationen aus zusammengebauten, auf einem Metallchassis montierten
Teilen gebildet, woher sich auch ihre Bezeichnung "offene" Leistungsschalter
ableitet. Im Laufe der Zeit wurden jedoch in den Schaltern dieser
Leistungsklasse zunehmend Technologien eingesetzt, wie sie aus Leistungsschaltern
kleinerer Leistung, den sogenannten Kompaktschaltern bekannt waren, die
sich dadurch kennzeichnen, daß sie
ein Schutzgehäuse
aus einem Isolierformstoff im allgemeinen einem verstärkten Polyester,
aufweisen, in dem die Pole mit ihren Löschkammern sowie ein Schaltmechanismus
und Auslöser
angeordnet sind. Der Einschluß des
Abschaltvorgangs in das Schutzgehäuse und die damit verbundene
Begrenzung seiner äußeren Wirkungen
in Verbindung mit einer vollständigen Schottung
der einzelnen Pole und einer besseren Trennung von Leistungskreis
und Hilfsstromkreisen ermöglichten
eine erhebliche Reduzierung der Schaltgeräteabmessungen.
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In der Druckschrift EP-A-0 322 321
wird ein Leistungsschalter dieses Typs beschrieben, bei dem das
Gehäuse
durch Zusammenbau eines Zwischenteils, des die Vorderseite des Leistungsschalters
bildenden Deckels und eines hinteren Sockelteils gebildet wird.
Die Vorderseite des Zwischenteils unterteilt das Gehäuse in ein,
durch diese Vorderseite und den Deckel begrenztes vorderes Abteil
sowie ein, vom vorderen Abteil elektrisch isoliertes hinteres Abteil zur
Aufnahme der Pole. Das vordere Abteil umschließt einen Schaltmechanismus,
der auf eine querliegende gemeinsame Schaltwelle aller Pole, die sogenannte
Polwelle wirkt. Diese Welle stützt
sich in Lagern ab, die an der Vorderseite des Zwischenteils angeordnet
sind. Das hintere Abteil ist durch Isolierstofftrennwände weiter
in Einzelabteile zur Aufnahme der Pole unterteilt. In der Vorderwand
des Gehäusezwischenteils
ist darüber
hinaus pro Pol eine Öffnung für den Zugang
zum entsprechenden Einzelabteil ausgebildet. Jeder Pol umfaßt zwei
trennbare Kontakte, von denen einer als feststehender und der andere
als beweglicher Kontakt ausgeführt
ist, sowie eine Lichtbogenlöschkammer.
Jeder bewegliche Kontakt ist mechanisch mit der querliegenden Welle über eine
Stange verbunden, die die Vorderwand des Zwischenteils durch die
zugeordnete Zugangsöffnung
durchquert.
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Jede Stange, die einen der beweglichen Kontakte
mit der querliegenden Welle verbindet, ist so angeordnet, daß in der
Einschaltstellung der Kontakte und in einer geraden, senkrecht zur Schwenkachse
der Polwelle liegenden Ebene der Abstand zwischen einer durch die
Drehachse der Stange verlaufenden Geraden und der Schwenkachse der
Welle klein ist. Anders ausgedrückt
ist der Hebelarm der Resultierenden aus den von den Kontakten auf
die Polwelle ausgeübten
Kräfte
kurz, wodurch gewährleistet
wird, daß die
Stange bei der Übertragung
hoher elektrodynamischer Kräfte
nur ein kleines Drehmoment an der Welle entwickelt. Im statischen Gleichgewicht übt der Schaltmechanismus
in der Einschaltstellung der Kontakte auf die Welle ein Drehmoment
aus, das den von den Stangen übertragenen
elektrodynamischen Kräften
entgegengerichtet ist. Dieses Drehmoment hat lediglich geringe Kräfte im Bereich
des Schaltmechanismus' zur
Folge. Außerdem
ist die Resultierende der Gegenkräfte an den Führungslagern
der Welle groß und
den von der Stange sowie vom Schaltmechanismus übertragenen Kräften entgegengerichtet.
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Ein solcher Aufbau ist typisch für Leistungsschalter
mit hoher elektrodynamischer Festigkeit. Diese Leistungsschalter
müssen
ja zur Gewährleistung
der zeitlichen Selektivität
in der betreffenden elektrischen Installation per Definition in
der Lage sein, hohe Fehlerströme
zu verkraften, die ihrerseits große elektrodynamische Kräfte erzeugen,
welche darauf gerichtet sind, die Kontakte voneinander zu trennen.
Die Polwelle, die Kopplungsstangen zur Verbindung mit den beweglichen
Kontakten und der Hebel zur Verbindung mit dem Schaltmechanismus müssen so
zueinander angeordnet sein, daß diese Kräfte nicht
zu einer Kontakttrennung oder Öffnung des
Schaltmechanismus' führen. Im
vorliegenden Fall erlaubt die gewählte Anordnung eine Übertragung
der Kräfte über die
Wellenlager auf das Gehäuse,
derart daß auf
den Schaltmechanismus keine unzulässigen Kräfte oder Drehmomente wirken.
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Die Führung der Polwelle und die
Ubertragung der Kräfte
auf das Gehäuse
des Leistungsschalters sind jedoch nicht vollkommen zufriedenstellend.
Die querliegende Welle muß nämlich so
dimensioniert, angeordnet und gelagert werden, daß sie nur
eine begrenzte Verformung erfährt,
die ihre Funktionsweise nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus müssen die
Lager der Polwellen fest am Gehäuse verankert
sein, da die auf sie wirkenden großen Kräfte darauf gerichtet sind,
sie aus der Vorderseite des Zwischenteils, an der sie befestigt
sind, herauszureißen.
Zur Versteifung der Anordnung müssen
Befestigungsteile sowie teure und große Lager verwendet und zusätzliche
Anpassungen am Gehäuse
vorgenommen werden. Für
den Zusammenbau des Leistungsschalters ist eine große Anzahl
von Teilen erforderlich, so daß sich
ein hoher Herstellungspreis und eine aufwendige Montage ergeben.
Darüber
hinaus steht ein solcher Aufbau einer Miniaturisierung des Leistungsschalters
entgegen.
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Des weiteren wird die Dichtigkeit
der Löschkammern
durch die zahlreichen Öffnungen
zur Durchführung
der zwischen Polwelle und jedem einzelnen Pol montierten Kopplungsstangen
beeinträchtigt.
Der Lichtbogen und die von ihm in bestimmten Bereichen der Löschkammerwände erzeugten
endothermen Verdampfungsprodukte haben einen Überdruck sowie einen Gasstrom
zur Folge, der in Richtung von, mit geeigneten Filtern ausgerüsteten Auslaßöffnungen
gelenkt werden muß.
Um den Eintritt des Lichtbogens in die Löschkammer nicht zu behindern,
ist es sinnvoll, diese Auslaßöffnungen
im Boden der Löschkammer
anzuordnen. Das Vorhandensein der unmittelbar über den Kontakten am Eingang
der Löschkammern
angeordneten Durchführungsöffnungen
für die
Stangen beeinträchtigt
also die Gasströmung
in Richtung der Auslaßöffnungen erheblich.
Die Anordnung ermöglicht
einen unkontrollierten Gasstrom durch das vordere Abteil und die Öffnungen
in der Vorderseite hindurch direkt nach außen, ohne Passieren eines Filters.
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Die Erfindung stellt sich daher die
Aufgabe, die mit dem bisherigen Stand der Technik verbundenen Nachteile
zu beheben und die Steifigkeit des Schaltmechanismus' eines Leistungsschalters
mit hoher elektrodynamischer Festigkeit bei geringen Kosten zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Schaffung
eines Niederspannungs-Leistungsschalters
mit hoher elektrodynamischer Festigkeit und Isolierstoffgehäuse gelöst, der
einen Schaltmechanismus, welcher mit einer, in fest mit dem Gehäuse verbundenen
Lagern gelagerten Polwelle verbunden ist, sowie mehrere Pole umfaßt, wobei
jeder der Pole mindestens zwei trennbare Kontaktstücke umfaßt, von
denen mindestens ein, als bewegliches Kontaktstück bezeichnetes Kontaktstück mechanisch
mit der Polwelle verbunden ist, die Polwelle, der Schaltmechanismus
und das bewegliche Kontaktstück
zwischen einer Ausschaltstellung entsprechend der Trennung der Kontaktstücke jedes
Kontaktpaars und einer Einschaltstellung entsprechend der Kontaktgabe
der Kontaktstücke
jedes Kontaktpaars verschwenkt werden können, und das Gehäuse des Leistungsschalters
ein vorderes Abteil zur Aufnahme des Schaltmechanismus' sowie ein, vom vorderen Abteil
durch eine Zwischenwand getrenntes und durch Trennwände in mehrere
Einzelabteile unterteiltes hinteres Abteil umfaßt, wobei in jedem Einzelabteil
einer der Pole des Leistungsschalters gelagert ist, und die Drehachse
der Polwelle des Leistungsschalters im hinteren Abteil liegt.
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Bei Anordnungen nach dem bisherigen Stand
der Technik mit Anordnung der Polwelle im vorderen Abteil war es
erforderlich, zwischen der Polwelle und den beweglichen Kontaktstücken in
der Ausschaltstellung einen Mindestabstand vorzusehen. Die Verbindung
zwischen den beweglichen Kontaktstücken und der Polwelle durchquerte
nämlich die
zwischen dem vorderen und den hinteren Abteil angeordnete Zwischenwand.
Der erfindungsgemäße Aufbau
erlaubt es, diesen Abstand erheblich zu reduzieren oder gänzlich aufzuheben,
da kein Bauteil mehr zwischen der Polwelle und den Kontaktstücken vorhanden
ist. Die Abmessungen der Anordnung können dadurch verringert werden.
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Durch einen solchen Aufbau läßt sich
darüber
hinaus erreichen, daß die
auf die Kontakte wirkenden elektrodynamischen Kräfte vom Gehäuse aufgenommen werden, ohne
eine wesentliche Verformung der Zwischenteile zu bewirken. Es ist
nämlich
bei diesem Aufbau möglich,
die Stützlager
in das hintere Abteil zu verlegen. Wenn man vorsieht, diese Lager
zumindest teilweise an der Zwischenwand zu befestigen, läßt sich
leicht erreichen, daß die
Befestigungsteile bei Einwirkung der elektrodynamischen Kräfte auf
die beweglichen Kontaktstücke
durch die Gegenkräfte
auf Druck beansprucht werden anstatt auf Abriß.
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Darüber hinaus können bei
einer solchen Anordnung die Durchführungsöffnungen für die zwischen Polwelle und
jedem der beweglichen Kontaktstücke
montierten Kopplungsstangen entfallen. Die Verschmutzung des vorderen
Abteils wird dadurch verringert, und die Strömung der Löschgase in Richtung der Auslaßöffnungen
im Boden der Löschkammer
wird verbessert.
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Die Montage ist einfacher, da die
Verbindung zwischen Polwelle und jeder Kopplungsstange nicht mehr
durch Öffnungen
in der Zwischenwand geführt werden
muß.
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Vorzugsweise ist in jeder der Trennwände eines
der genannten Lager ausgebildet, und die Polwelle durchquert jede
Wand im Bereich eines der genannten Lager. Diese Anordnung erlaubt
es, die Anzahl der Lager zu erhöhen
und diese gleichmäßig längs der
Polwelle zu verteilen, ohne die Abmessungen der Gesamtanordnung
zu vergrößern. Alternativ kann
auch eine Anordnung gewählt
werden, bei der die Lager zwischen den Löschkammertrennwänden auf
eigenen Stützen
montiert sind. Vorteilhaft umfaßt jede
der Trennwände
ein an die Zwischenwand angeformtes Trennwandelement, wobei an einem
Absatz dieses Elements ein halbzylindrischer Abschnitt ausgebildet
ist, der einen Teil des betreffenden Lagers bildet. Auf diese Weise
erhält
man ein multifunktionales Teil, das die Montage erleichtert und
die Kosten verringert.
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In der Zwischenwand ist vorteilhaft
ein Ausschnitt zur Durchführung
eines Verbindungselements zur mechanischen Kopplung der Polwelle
mit dem Schaltmechanismus ausgebildet.
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Die Oberfläche der Polwelle besteht vorzugsweise
aus einem Isolierstoff, insbesondere aus einem warmaushärtenden
Polyester. Eine solche Ausführung
erlaubt eine elektrische Isolierung sowohl zwischen den Polen als
auch gegenüber
dem Schaltmechanismus. Die Verwendung des warmaushärtenden
Kunststoffs bietet den Vorteil einer hohen dielektrischen Festigkeit
nach einer Abschaltung. In der Praxis kann die Welle als Massivteil
aus einem warmaushärtenden
Kunststoff gefertigt werden. Alternativ kann die Welle auch mit
einen Metallkern und einer Isolierstoffummantelung ausgebildet sein.
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Der Leistungsschalter umfaßt vorteilhaft
mindestens eine, zwischen der Polwelle und jedem beweglichen Kontaktstück montierte
Kopplungsstange, die über
einen Drehzapfen mit der Polwelle verbunden ist, derart daß die Stange
in einer bestimmten, als Montagestellung bezeichneten Relativlage
der Polwelle und der Stange parallel zur Achse des Drehzapfens frei
verschoben werden kann und daß nach dem
Zusammenbau und dem Verschieben der Stange aus der Montagestellung
heraus eine sichere Verbindung entsteht, die eine geradlinige Verschiebung der
Stange parallel zur Achse des Drehzapfens verhindert, wobei die
Montagestellung so angelegt ist, daß sie während des Betriebs von der
Polwelle und der Stange zu keinem Zeitpunkt eingenommen wird.
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Zum besseren Verständnis ist
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer
Vorteile und Merkmale näher
erläutert.
Dabei zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters mit
einer Schnittebene längs
eines Pols;
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2 eine
explodierte Ansicht einer Polwelle sowie eines Teils eines Gehäuses des
erfindungsgemäßen Leistungsschalters;
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3 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus 1 in der Einschaltstellung;
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4 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus 1 in der Ausschaltstellung;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Polwelle und einer Kopplungsstange zur
Verbindung mit einem Pol vor der Montage der Teile;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Polwelle und einer Kopplungsstange zur
Verbindung mit einem Pol in einer als Montagestellung bezeichneten Stellung;
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7 eine
perspektivische Ansicht der Polwelle und der daran angelenkten Kopplungsstange mit
Darstellung der beiden Teile in ihrer Relativlage entsprechend der
Ausschaltstellung des Leistungsschalters;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Polwelle und der daran angelenkten Kopplungsstange mit
Darstellung der beiden Teile in ihrer Relativlage entsprechend der
Einschaltstellung des Leistungsschalters.
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Die 1 bis 3 zeigen einen nicht-strombegrenzenden
Niederspannungs-Leistungsschalter 10 mit hoher elektrodynamischer
Festigkeit in einem Isolierstoffgehäuse mit einem vorderen Abteil 12 und einem
hinteren Abteil 14. Das vordere Abteil 12 wird durch
eine Vorderseite 16, einstückig mit der Vorderseite ausgeführte Seitenwände 18 sowie
eine Zwischenwand 20 begrenzt, die dieses vordere Abteil vom
hinteren Abteil trennt. Es umfaßt Öffnungen
an der Vorderseite, die zur Durchführung eines Schwenkhebels 22 zur
Rückstellung
eines Schaltmechanismus' des
Leistungsschalters 24, eines Aus-Tasters und eines Ein-Tasters
dienen. Der Schaltmechanismus 24 ist im vorderen Abteil 12 angeordnet.
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Das hintere Abteil 14 wird
durch die Zwischenwand 20, einen eine Rückwand bildenden Sockel 26 sowie
durch Seitenwände 28 begrenzt,
die teilweise einstückig
mit dem Sockel ausgeführt
und teilweise an die Zwischenwand angeformt sind. Der Sockel 26 trägt Anschlußfahnen 30 zur
elektrischen Verbindung des Leistungsschalters 10 mit einem äußeren Stromkreis.
Der Sockel 26 und die Zwischenwand 20 sind mit
Hilfe von Befestigungsschrauben 32 miteinander verbunden,
die so dimensioniert sind, daß sie
hohen Reißkräften standhalten.
In der Zwischenwand 20 ist ein insbesondere in 2 sichtbarer Ausschnitt 34 ausgebildet,
der eine Verbindungsöffnung
zwischen dem vorderen Abteil 12 und dem hinteren Abteil 14 darstellt.
Das hintere Abteil 14 ist durch Trennwände 38 in Einzelabteile 36 unterteilt. Jede
Trennwand 38 umfaßt
zwei Seitenteile, von denen jeweils eins auf jeder Seite eines Mittelteils
angeordnet ist. Jedes Seitenteil umfaßt ein an den Sockel angeformtes
Trennwandelement 40 sowie ein an die Zwischenwand angeformtes
Trennwandelement 42, wobei die Elemente 40, 42 nach
dem Zusammenbau des Schalters aufeinanderliegen. Das Mittelteil
umfaßt
ein an den Sockel angeformtes Trennwandelement 44, welches
höher ist
als die angrenzenden Seitenteilelemente 40. Dieses Trennwandelement 44 ist mit
Rippen 46 versehen, die beim Zusammenbau mit in den seitlichen
Trennwandelementen 42 der Zwischenwand 20 ausgebildeten,
zugeordneten Nuten 48 zusammenwirken. Im mittleren Trennwandelement 44 des
Sockels ist eine glatte, halbzylindrische Fläche 50 ausgebildet.
In der Zwischenwand 20 ist ein zugeordnetes mittleres Trennwandelement 52 geringerer
Höhe ausgebildet,
das ebenfalls einen glatten, halbzylinderförmigen Abschnitt 54 aufweist, der
dem entsprechenden Abschnitt des Sockelelements gegenüberliegt.
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In jedem Einzelabteil 36 ist
ein Pol 56 des Leistungsschalters gelagert. Jeder Pol 56 umfaßt eine
Lichtbogenlöschkammer 58 sowie
ein trennbares Kontaktsystem. Dieses Kontaktsystem umfaßt ein feststehendes
Kontaktstück 60,
das elektrisch mit einer, den Sockel 26 durchragenden Anschlußfahne 30 des
Leistungsschalters verbunden ist, sowie ein bewegliches Kontaktstück 61.
Das bewegliche Kontaktstück
weist mehrere Kontaktfinger 62 auf, die parallel zueinander
angeordnet und schwenkbar auf einer ersten querliegenden Welle 64 montiert
sind, welche in einem Trägerkäfig 66 gelagert
ist. Das Fußende
jedes Kontaktfingers ist über
einen als Metallband ausgeführten
flexiblen Leiter 68 mit einer zweiten Anschlußfahne 30 des
Leistungsschalters verbunden. Jeder Kontaktfinger trägt ein Kontaktplättchen 70, das
in der Einschaltstellung gemäß der Darstellung
in 3 mit einem Kontaktplättchen 72 des
feststehenden Kontaktstücks 60 zusammenwirkt.
Der Trägerkäfig 66 ist
U-förmig
ausgebildet (siehe 5).
Sein in der Nähe
der zweiten Anschlußfahne
angeordnetes Ende trägt
eine Achse 74, die sich in einem am Isolierstoffgehäuse befestigten Lager
abstützt,
derart daß der
Käfig 66 zwischen
einer in 3 gezeigten Einschaltstellung
des Pols 56 und einer in 4 dargestellten
Ausschaltstellung verschwenkt werden kann. In einer Ausnehmung des
Käfigs 66 ist
ein Kontaktdruckfedersystem 76 gelagert, das die Kontaktfinger 62 im
Gegenuhrzeigersinn auf Drehung um die erste Welle 64 beaufschlagt.
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Die Lichtbogenlöschkammer 58 umfaßt ein Blechpaket
zur Entionisierung des bei Kontakttrennung gezogenen Lichtbogens
sowie Austrittsöffnungen
für die
Schaltgase. Die Druckschrift FR-A-2 650 434 enthält weitere Einzelheiten zum
Aufbau der Pole 56, wobei der entsprechende Beschreibungsteil nachstehend
wiedergegeben ist.
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Eine Polwelle 78 wird zwischen
die halbzylindrischen Abschnitte 50, 54 eingeführt, die
nach der Montage gasdichte Lager der um die Drehachse 79 rotierenden
Welle 78 bilden. Die Welle 78 ist als Formstoffteil
aus einem warmaushärtenden
Polyester gefertigt. Jeder der Käfige 66 ist
mit der Polwelle 78 über
zwei parallele Kopplungsstangen 80 verbunden, die um eine
geometrische Achse verschwenken, welche der Achse der Welle 64 entspricht.
Jede Stange 80 ist über
einen Drehzapfen 81 mit der Polwelle 78 verbunden.
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Der Schaltmechanismus 24 umfaßt eine
Einschaltvorrichtung mit Kraftspeicherantrieb sowie eine Ausschaltvorrichtung.
Ein solcher Schaltmechanismus ist grundsätzlich bekannt, und weitere
Einzelheiten können
der Druckschrift FR-A-2 589 626 entnommen werden, deren entsprechender
Beschreibungsteil nachstehend wiedergegeben ist. Es sei hier lediglich
der Hinweis erneuert, daß die
Ausschaltvorrichtung einen Kniehebelmechanismus mit zwei Gelenkhebeln 82, 84 umfaßt, die über einen
Gelenkzapfen 86 miteinander verbunden sind, wobei der untere
Gelenkhebel 82 mit der Polwelle 78 mechanisch über einen
Gelenkzapfen 88 verbunden ist, der mit einem Absatz zusammenwirkt,
welcher in einem fest mit Welle 78 verbundenen Wellenhebel 90 ausgebildet ist.
Zwischen den Gelenkzapfen 88 und einen ortsfesten Haltezapfen
ist eine Ausschaltfeder 92 eingesetzt. Aus 3 geht hervor, daß der in die Zwischenwand 20 eingebrachte
Ausschnitt 34 zur Durchführung des unteren Übertragungshebels 82 und
der Ausschaltfeder 92 dient. In der Einschaltstellung ist
der auf die Polwelle 78 wirkende Hebelarm der Stangen 80 wesentlich
kürzer
als der Arm des Gelenkhebels 82. Anders ausgedrückt ist
der Abstand zwischen der Achse 79 der Polwelle 78 und
der Ebene, in der die Achsen der Drehzapfen 64, 81 der Stangen 80 liegen,
kleiner als der Abstand zwischen der Achse 79 der Polwelle 78 und
der Ebene, in der die Achsen der Drehzapfen 86, 88 des
unteren Gelenkhebels 82 verlaufen. In der Praxis ist das
Verhältnis
der beiden Abstände
kleiner als 0,3
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Aus 4 geht
hervor, daß in
der Einschaltstellung die Kontaktplättchen 70 der Kontaktfinger 62 jedes
Pols 56 auf dem Kontaktplättchen 72 des feststehenden
Kontaktstücks 60 aufliegen.
Der Kontaktdruck wird durch das Federsystem 76 gewährleistet, das
die Kompensation eines gegebenenfalls vorhandenen Spiels des Schaltmechanismus' aufgrund des Verschleißes der
Kontaktplättchen 70, 72 erlaubt.
Die auf die Kontaktfinger 62 wirkenden elektrodynamischen
Kräfte
werden im Bereich des Käfigs 66 durch die
Stützflächen der
Federn 76 und die Welle 64 aufgenommen und bewirken
ein Drehmoment um die Schwenkachse 74 des Käfigs 66,
das darauf gerichtet ist, den Käfig 66 in
Richtung der Trennstellung der Kontakte zu verschwenken. Dieses
Drehmoment wird durch ein Gegenmoment kompensiert, das von den Stangen 80 auf
den Käfig 66 an
deren gemeinsamem Gelenkzapfen 64 ausgeübt wird. Im dynamischen Gleichgewicht
wirkt also am Drehzapfen 64 des Verbindungsgelenks mit
dem Käfig 66 eine
Kraft auf die Stangen 80, die auf den Drehzapfen 81 des Verbindungsgelenks
mit der Polwelle 78 gerichtet ist. Diese auf den Drehzapfen 81 wirkende
Kraft hat ein um die Achse 79 der Polwelle 78 gerichtetes
Drehmoment zur Folge. Diese Wirkung tritt an allen Polen auf. Dieser
Summe der von allen Stangen 80 sowie der Ausschaltfeder 92 auf
die Welle 78 ausgeübten Kräfte ist
ein Kraftmoment entgegengerichtet, das vom unteren Gelenkhebel 82 des
Kniehebelmechanismus' der
Ausschaltvorrichtung erzeugt wird. Aufgrund der relativen Lage der
Stangen 80, des Gelenkhebels 82 und der Polwelle 78 zueinander,
d. h. aufgrund der Kürze
des Hebelarms der Stangen 80 im Verhältnis zum Hebelarm des Gelenkhebels 82 ergibt
sich im Bereich des Gelenkhebels 82 eine verhältnismäßig kleine
Resultierende. So werden die typischen Merkmale eines Leistungsschalters
mit hoher elektrodynamischer Festigkeit erreicht, da die auf die
Kontaktstücke
wirkenden elektrodynamischen Kräfte
nur eine begrenzte Beanspruchung des Schaltmechanismus' zur Folge haben,
so daß dieser in
der Lage ist, diesen Kräften
zu widerstehen. Im Gleichgewicht erzeugt die Polwelle 78 im
Bereich der Stützlager
Druckkräfte,
deren Resultierende eine Gegenkraft zu der Summe der von den Stangen 80 und dem
Gelenkhebel 82 erzeugten Kräfte darstellt. Diese verhältnismäßig hohen
Druckkräfte
wirken hauptsächlich
auf den in der Zwischenwand 20 ausgebildeten halbzylindrischen
Abschnitt 54.
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Beim Ausschaltvorgang des Leistungsschalters
wirkt der Gelenkhebel 82 einer Drehung der Polwelle im
Gegenuhrzeigersinn nicht mehr entgegen. Diese Drehung, die zusammen
durch die Ausschaltfeder 92 und die Resultierende der auf
die Drehzapfen 81 des Verbindungsgelenks zwischen den Stangen 80 und
der Polwelle 78 wirkenden elektrodynamischen Kräfte verursacht
wird, bewirkt ein Verschwenken aller Käfige 66 in Richtung
der in 4 dargestellten
Ausschaltstellung. In dieser Stellung ragt der Wellenhebel 90 der
Polwelle 78 geringfügig in
den Ausschnitt 34.
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Die 5 bis 8 veranschaulichen die Montage
der Drehgelenkverbindung zwischen der Polwelle 78 und den
Kopplungsstangen 80 zur Verbindung mit den einzelnen Käfigen 66.
Die Polwelle 78 umfaßt pro
Pol einen Arm 94, an dem zwei koaxiale, in bezug zur Schwenkachse 79 der
Polwelle 78 exzentrisch angeordnete Drehzapfen 81 ausgebildet
sind. Diese Drehzapfen 81 sind jeweils an einem Absatz 98 der Seitenfläche 100 des
Arms angeordnet. Durch einen parallel zum Absatz 98 ausgebildeten überhängenden
Vorsprung 102 wird eine Nut 104 gebildet.
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Jede Stange 80 umfaßt auf der
zum Zusammenwirken mit der Welle 78 bestimmten Seite eine zylindrische
Bohrung 108, die dazu dient, ein Lager für einen
der Drehzapfen 81 zu bilden, sowie eine Abflachung 110.
Bei der Montage wird die Stange 80 entsprechend der in 6 gezeigten Montagestellung
so positioniert, daß die
Abflachung 110 parallel zum unteren Rand des Vorsprungs 102 verläuft. Anschließend können die
Drehzapfen 81 in die Bohrungen 108 eingesetzt
werden. Nach dem Zusammenbau wird die Anordnung aus den Stangen 80 und
der Polwelle 78 in das Gehäuse eingesetzt, wo sie zwischen
zwei Endstellungen hin- und herbewegt werden kann, und zwar zwischen
einer der Ausschaltstellung der Kontakte entsprechenden, in 7 gezeigten Stellung und
einer der Einschaltstellung der Kontakte entsprechenden Stellung
gemäß 8. In diesen beiden Stellungen
sowie in sämtlichen
Zwischenstellungen wirken die Stangen 80 mit den in der Polwelle 78 ausgebildeten
zugehörigen
Nuten 104 zusammen, wobei diese eine Führung bilden, die jede Verschiebung
der Stangen 80 parallel zum Drehzapfen 81 verhindert.
Auf diese Weise wurde eine einfache und sichere Verbindung geschaffen, die
es ermöglicht,
auf zusätzliche
Zwischenteile jeder Art zu verzichten.