EP0358287B1 - Antriebsbauteil für einen mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Antriebsbauteil für einen mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter Download PDF

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EP0358287B1
EP0358287B1 EP89250027A EP89250027A EP0358287B1 EP 0358287 B1 EP0358287 B1 EP 0358287B1 EP 89250027 A EP89250027 A EP 89250027A EP 89250027 A EP89250027 A EP 89250027A EP 0358287 B1 EP0358287 B1 EP 0358287B1
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EP
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metal body
actuator module
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insulating material
parts
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EP0358287A2 (de
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Clifford A. Buxton
David A. Leone
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01H2009/0088—Details of rotatable shafts common to more than one pole or switch unit
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0094—Details of rotatable shafts which are subdivided; details of the coupling means thereof

Definitions

  • the invention relates to a drive component with arm parts for articulated connection with a drive device for the simultaneous actuation of movable contact levers of a multi-pole low-voltage circuit breaker, with an inner metal body which is essentially dimensioned according to the length of the drive component and an outer jacket body made of insulating material which is firmly connected to this, as a carrier of Holders for contact levers and insulating shields arranged between the poles to protect against flashovers between neighboring poles.
  • a drive component of this type is known for example from DE-B-27 57 696 (closest prior art).
  • the drive component serves as a control shaft, i.e. H. the drive component also performs the function of the swivel axis when the movable contact levers are switched on and off.
  • drive components of the type considered here can also be used as a purely insulating and supporting element for contact arrangements as a switching crossbar, the pivot axis not coinciding with the longitudinal axis of the drive component. Examples of such switch beams are found in US-A-4 137 437, 4 524 339 and 4 580 021.
  • the invention has for its object to design the drive component so that it has a high mechanical strength with the lowest possible weight and that the occurrence of leakage currents or arcing is counteracted more effectively than before.
  • the metal body is formed over its entire length with a thin-walled angled cross-sectional shape, that the arm parts are attached to the metal body and that the insulating shields are part of the jacket body made of insulating material.
  • the metal body has a design to improve the adhesive connection between the metal body and the jacket body.
  • the opening of openings on the metal body for the passage of the insulating material of the jacket body has proven to be particularly advantageous.
  • the desired high mechanical strength of the drive component can advantageously be achieved in that the metal body has a profile part with a U-shaped cross section.
  • a further increase in strength can be achieved in that two U-profile parts connected to one another with their central parts are used to form a metal body with an I-profile.
  • the middle parts of the connected U-shaped profile parts can have corresponding openings for the passage of the insulating material of the jacket body.
  • webs can be provided which extend from at least one edge of each of the corresponding openings.
  • a rectangular hollow profile in particular a hollow profile with a square shape, is also suitable for forming the metal body.
  • Figures 1 and 2 show in two plan views rotated 90 ° against each other a switching crossbeam for a low-voltage circuit breaker.
  • FIG. 3 shows an end view of the switching crossbar according to FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 4 and 5 also show a metal body contained in the switching crossbar according to FIGS. 1 and 2 in two plan views rotated by 90 ° with respect to one another.
  • FIG. 6 shows an end view of the metal body according to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 7 also shows a metal body with a square profile part in an end view.
  • a switch cross member 10 is shown as a drive component in a three-pole low-voltage circuit breaker of compact design with molded housing.
  • the switching crossbar 10 comprises a jacket body 12 made of an insulating plastic and an inner metal body 14.
  • the jacket part 12 has insulating material shields 16, two of which are arranged on both sides of a drive arm 18 which is provided as an arm part and is used for the articulated connection to a drive device of the circuit breaker. At the ends of the switching crossmember 10 and in the space between the two pairs of insulating shields 16, the jacket body 12 forms holders 20 for attaching contact levers. In the area of the drive arms 18 and between the associated insulating shields 16, the casing body 12 forms sections with a smaller cross section.
  • the holders 20 each have holes 24 for the attachment of contact levers, holes 26 for tension springs and openings 28 and 30 for compression springs.
  • the holes 24 are used to fasten a carrier of the contact levers to the switching crossmember 10.
  • the holes 28 serve to receive contact force springs for the main contacts in accordance with the number of contact levers belonging to each pole.
  • the respective one opening 30 in each of the holders 20 serves to receive a compression spring, which is provided as a contact force spring for the erosion or pre-contacts.
  • the compression springs cause an essentially uniform distribution of the force on the contact pieces on the contact levers.
  • the contact carrier is attached to the switching crossbar in such a way that the switching crossbar 10 can be moved to a limited extent relative to the contact carrier. to allow compression of the compression springs when closing.
  • the tension springs to be fitted in the holes 24 serve to provide the opening force on the switching crossmember 10 in such a way that the contact arrangements are opened.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show details of the metal body 14 contained in the switching crossbar 10 according to FIGS. 1, 2 and 3. It can be seen in particular from FIGS. 1 and 2 that the metal body 14 is dimensioned somewhat shorter than the switching crossmember 10, as a result of which the end faces of the metal body are also covered by the insulating plastic of the jacket part 12.
  • the metal body 14 has the drive arms 18, which consist of two mutually arranged angle pieces 36. In each of the elbows 36 there is an opening for a pin, which is used to connect the switch crossbar to the drive device of the circuit breaker.
  • the metal body 14 In cross section, the metal body 14 is essentially I-shaped. In order to provide this cross-sectional shape, two U-shaped or C-shaped profile parts 32 are connected to one another with their central parts. The elbows 36 rest on the adjacent legs of the two profile parts 32 and close with them approximately flush.
  • the metal body 14 is provided with openings 33 which are correspondingly provided in the middle parts of both profile parts 32.
  • a web 34 is arranged, for. B. by bending out of the opening 33 to achieve a firm anchoring of the insulating plastic on the metal body 14.
  • An arrangement of openings 33 and webs 34 is located in the area of each of the three holders 20.
  • FIG. 7 also shows that a rectangular or square profile part 38 is also suitable, which corresponds approximately to the total cross section of the two profile parts 32 in FIG. 6.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebsbauteil mit Armteilen zur gelenkigen Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung von bewegbaren Kontakthebeln eines mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalters, mit einem im wesentlichen der Länge des Antriebsbauteiles entsprechend bemessenen inneren Metallkörper und einem fest mit diesem verbundenen äußeren Mantelkörper aus Isolierstoff als Träger von Haltern für Kontakthebel sowie zwischen den Polen angeordneten Isolierstoffschirmen zum Schutz gegen Überschläge zwischen benachbarten Polen.
  • Ein Antriebsbauteil dieser Art ist beispielsweise durch die DE-B-27 57 696 (nächstliegender Stand der Technik) bekannt geworden. Hierbei dient das Antriebsbauteil als Schaltwelle, d. h. das Antriebsbauteil nimmt zugleich die Funktion der Schwenkachse bei den Ein- und Ausschaltbewegungen der bewegbaren Kontakthebel wahr. Ferner können Antriebsbauteile der hier betrachteten Art auch als reines Isolier- und Tragorgan für Kontaktanordnungen als Schalttraverse eingesetzt werden, wobei die Schwenkachse nicht mit der Längsachse des Antriebsbauteiles zusammenfällt. Beispiele solcher Schalttraversen sind den US-A-4 137 437, 4 524 339 und 4 580 021 zu entnehmen.
  • Da im Betrieb von Niederspannungs-Leistungsschaltern eine äußerst rasche Kontakttrennung und eine zuverlässige Aufrechterhaltung der Isolation zwischen den benachbarten Polen gefordert wird, ergeben sich hohe Anforderungen an die Antriebsbauteile in elektrischer und mechanischer Hinsicht. Insbesondere soll eine gleichzeitige Betätigung der Kontakthebel sämtlicher Pole sichergestellt sein, obwohl die Einleitung der Antriebskraft in das Antriebsbauteil nur örtlich erfolgt. Ferner sind die Antriebsbauteile insbesondere beim Abschalten hoher Fehlerströme dem Einfluß von Schaltgasen ausgesetzt, die sich nicht nur in der Richtung der Lichtbogenlöschkammer, sondern aufgrund des hohen Druckes der Gase auch teilweise in Richtung der Antriebsteile im Inneren des Leistungsschalters ausbreiten. Von den Schaltgasen herrührende Niederschläge können zum Fließen von Kriechströmen entlang der Oberfläche des Antriebsbauteiles führen. Hieraus können sich Überschläge mit einem nachfolgenden Störlichtbogen und entsprechenden Zerstörungen entwickeln.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Antriebsbauteil so auszubilden, daß es bei möglichst geringem Gewicht eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und daß der Entstehung von Kriechströmen oder Überschlägen wirksamer als bisher entgegengewirkt wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Metallkörper auf seiner ganzen Länge mit einer dünnwandigen abgewinkelten Querschnittsform ausgebildet ist, daß die Armteile an dem Metallkörper befestigt sind und daß die Isolierstoffschirme Bestandteil des Mantelkörpers aus Isolierstoff sind. Durch die Anwendung eines Winkelprofils wird bei geringem Gewicht ein hohes Widerstandsmoment gegen Verdrehung und Biegung erreicht. Durch die einstückige Herstellung von Mantelkörper und Isolierstoffschirmen werden Kriechwege entlang der Oberfläche des Mantelkörpers ausgeschlossen.
  • Zur Steigerung der mechanischen Festigkeit des Antriebsbauteiles kann noch dazu beigetragen werden, daß der Metallkörper eine Ausbildung zur Verbesserung der haftenden Verbindung zwischen dem Metallkörper und dem Mantelkörper aufweist. Als vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang insbesondere die Anbringung von Öffnungen an dem Metallkörper für den Durchgriff des Isolierstoffes des Mantelkörpers erwiesen.
  • Die erwünschte hohe mechanische Festigkeit des Antriebsbauteiles ist mit Vorteil dadurch zu erreichen, daß der Metallkörper ein Profilteil mit U-förmigem Querschnitt aufweist. Eine weitere Steigerung der Festigkeit ist dadurch zu erreichen, daß zwei mit ihren Mittelteilen aneinanderliegend verbundene U-Profilteile zur Bildung eines Metallkörpers mit I-Profil verwendet werden.
  • Als Mittel zur Verbesserung der haftenden Verbindung zwischen dem Metallkörper und dem Mantelkörper können die Mittelteile der verbundenen U-förmigen Profilteile korrespondierende Öffnungen für den Durchgriff des Isoliermaterials des Mantelkörpers aufweisen. Zusätzlich können Stege vorgesehen sein, die sich von wenigstens einem Rand jeder der korrespondierenden Öffnungen erstrecken.
  • Geeignet zur Bildung des Metallkörpers ist ferner ein rechteckiges Hohlprofil, insbesondere ein Hohlprofil mit quadratischer Form.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen in zwei um 90° gegeneinander gedrehten Draufsichten eine Schalttraverse für einen Niederspannungs-Leistungsschalter.
  • Die Figur 3 zeigt eine Stirnansicht der Schalttraverse gemäß den Figuren 1 und 2.
  • In den Figuren 4 und 5 ist gleichfalls in zwei um 90° gegeneinander gedrehten Draufsichten ein in der Schalttraverse gemäß den Figuren 1 und 2 enthaltener Metallkörper gezeigt.
  • Die Figur 6 zeigt eine Stirnansicht des Metallkörpers gemäß den Figuren 4 und 5.
  • In der Figur 7 ist gleichfalls in einer Stirnansicht ein Metallkörper mit einem quadratischen Profilteil dargestellt.
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine Schalttraverse 10 als Antriebsbauteil in einem dreipoligen Niederspannungs-Leistungsschalter kompakter Bauart mit Formstoffgehäuse gezeigt. Die Schalttraverse 10 umfaßt einen Mantelkörper 12 aus einem isolierenden Kunststoff und einen inneren Metallkörper 14.
  • Der Mantelteil 12 weist Isolierstoffschirme 16 auf, von denen je zwei beidseitig beidseitig eines als Armteil vorgesehenen Antriebsarmes 18 angeordnet sind, der zur gelenkigen Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters dient. An den Enden der Schalttraverse 10 und in dem Raum zwischen den beiden Paaren von Isolierstoffschirmen 16 bildet der Mantelkörper 12 Halter 20 zur Anbringung von Kontakthebeln. Im Bereich der Antriebsarme 18 und zwischen den zugehörigen Isolierstoffschirmen 16 bildet der Mantelkörper 12 Teilstücke mit einem geringeren Querschnitt.
  • Die Halter 20 weisen jeweils Löcher 24 für die Anbringung von Kontakthebeln, Löcher 26 für Zugfedern und Öffnungen 28 und 30 für Druckfedern auf. Die Löcher 24 dienen zur Befestigung eines Trägers der Kontakthebel an der Schalttraverse 10. Die Löcher 28 dienen zur Aufnahme von Kontaktkraftfedern für die Hauptkontakte entsprechend der Anzahl zu jedem Pol gehörender Kontakthebel. Die jeweils eine Öffnung 30 in jedem der Halter 20 dient sinngemäß zur Aufnahme einer Druckfeder, die als Kontaktkraftfeder für die Abbrand- oder Vorkontakte vorgesehen ist.
  • Die Druckfedern bewirken eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Kraft auf die Kontaktstücke an den Kontakthebeln. Um diese Aufteilung der Kräfte zu erleichtern, ist der Kontaktträger an der Schalttraverse derart angebracht, daß die Schalttraverse 10 relativ zu dem Kontaktträger begrenzt beweglich ist, um eine Kompression der Druckfedern beim Schließen zu gestatten.
  • Die in den Löchern 24 anzubringenden Zugfedern dienen zur Bereitstellung der Öffnungskraft an der Schalttraverse 10 derart, daß die Kontaktanordnungen geöffnet werden.
  • In den Figuren 4, 5 und 6 sind Einzelheiten des in der Schalttraverse 10 gemäß den Figuren 1, 2 und 3 enthaltenen Metallkörpers 14 dargestellt. Insbesondere den Figuren 1 und 2 ist zu entnehmen, daß Metallkörper 14 etwas kürzer als die Schalttraverse 10 bemessen ist, wodurch auch die Stirnseiten des Metallkörpers von dem isolierenden Kunststoff des Mantelteiles 12 bedeckt ist. Der Metallkörper 14 weist die Antriebsarme 18 auf, die aus zwei einander gegenüberstehend angeordneten Winkelstücken 36 bestehen. In jedem der Winkelstücke 36 ist eine Öffnung für einen Stift angebracht, der zur Verbindung der Schalttraverse mit der Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters dient. Im Querschnitt ist der Metallkörper 14 im wesentlichen I-förmig ausgebildet. Um diese Querschnittsform bereitzustellen, sind zwei U-förmige bzw. C-förmige Profilteile 32 mit ihren Mittelteilen aneinanderliegend verbunden. Die Winkelstücke 36 liegen auf den benachbarten Schenkeln der beiden Profilteile 32 auf und schließen mit diesen etwa bündig ab.
  • Um eine besonders feste Bindung zwischen dem Metallkörper 14 und dem Mantelkörper 12 zu erzielen, ist der Metallkörper 14 mit Öffnungen 33 versehen, die korrespondierend in den Mittelteilen beider Profilteile 32 angebracht sind. Jeweils an einem Rand jeder Öffnung 33 ist ein Steg 34 angeordnet, z. B. durch Herausbiegen aus der Öffnung 33, um eine feste Verankerung des isolierenden Kunststoffes an dem Metallkörper 14 zu erreichen. Jeweils eine Anordnung von Öffnungen 33 und Stegen 34 befindet sich im Bereich jedes der drei Halter 20.
  • Während in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 U- bzw. C-förmige Profilteile zur Bildung des Metallkörpers 14 benutzt werden, kann auch ein einzelnes U- oder C-förmiges Profilteil verwendet werden. Ferner zeigt die Figur 7, daß auch ein rechteckiges bzw. quadratisches Profilteil 38 geeignet ist, das etwa dem Gesamtquerschnitt der beiden Profilteile 32 in der Figur 6 entspricht.

Claims (8)

  1. Antriebsbauteil (10) mit Armteilen (18) zur gelenkigen Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung von bewegbaren Kontakthebeln eines mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalters, mit einem im wesentlichen der Länge des Antriebsbauteiles (10) entsprechend bemessenen inneren Metallkörper (14) und einem fest mit diesem verbundenen äußeren Mantelkörper (12) aus Isolierstoff als Träger von Haltern (20) für Kontakthebel sowie zwischen den Polen angeordneten Isolierstoffschirmen (16) zum Schutz gegen Überschläge zwischen benachbarten Polen, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (14) auf seiner ganzen Länge mit einer dünnwandigen abgewinkelten Querschnittsform ausgebildet ist, daß die Armteile (18) an dem Metallkörper (14) befestigt sind und daß die Isolierstoffschirme (16) Bestandteil des Mantelkörpers (12) aus Isolierstoff sind.
  2. Antriebsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (14) eine Ausbildung zur Verbesserung der haftenden Verbindung zwischen dem Metallkörper (14) und dem Mantelkörper (12) aufweist.
  3. Antriebsbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (14) Öffnungen (33) für den Durchgriff des Isolierstoffes des Mantelkörpers (12) aufweist.
  4. Antriebsbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (14) ein Profilteil (32) mit U-förmigem Querschnitt aufweist.
  5. Antriebsbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (14) aus zwei mit ihren Mittelteilen aneinanderliegend verbundenen U-Profilteilen (32) zur Bildung eines I-Profiles besteht.
  6. Antriebsbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelteile der verbundenen U-förmigen Profilteile (32) korrespondierende Öffnungen (33) für den Durchgriff des Isoliermaterials des Mantelkörpers (12) aufweisen.
  7. Antriebsbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich von wenigstens einem Rand jeder der korrespondierenden Öffnungen (33) ein Steg (34) erstreckt.
  8. Antriebsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper als rechteckiges Hohlprofilteil (38) ausgebildet ist.
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US242091 1988-09-08

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