EP0952596A2 - Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer einschiebbaren Stromschiene - Google Patents

Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer einschiebbaren Stromschiene Download PDF

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EP0952596A2
EP0952596A2 EP99250134A EP99250134A EP0952596A2 EP 0952596 A2 EP0952596 A2 EP 0952596A2 EP 99250134 A EP99250134 A EP 99250134A EP 99250134 A EP99250134 A EP 99250134A EP 0952596 A2 EP0952596 A2 EP 0952596A2
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EP
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circuit breaker
voltage circuit
low
horn
breaker according
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EP99250134A
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Sezai TÜRKMEN
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/06—Fixing of contacts to carrier ; Fixing of contacts to insulating carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns

Definitions

  • the invention relates to a low-voltage circuit breaker with a housing and a contact system located in this housing, which has at least one insertable busbar fixed by fastening means for connecting the contact system to an external circuit, in particular the area of the upper fixed switching contact, which has an arcing horn is provided.
  • This fixed contact is located on a solid rail that is passed through an insulating wall part of the housing. The contact is on the inside and an additional rail can be screwed onto the part that is pushed outwards, or a disconnect contact can be attached to slide-in switches.
  • This upper rail with the fixed switching contact must be fixed in the insulating wall body, since during the switching process the movable contacts hit the fixed contact with full force. So it is a strong and dynamic place.
  • screws serve as fastening means for the busbar, which extend through openings arranged transversely to the longitudinal axis of the connecting rails and for which a corresponding nut thread is provided in the rear wall of the housing.
  • metallic insert nuts or press-in nuts are used here.
  • busbars In the case of the circuit breakers mentioned with high rated currents of, for example, 1000 to 6000 A, the busbars have a considerable cross section. That's why they're with several cross holes and a corresponding number of fasteners is required. The manufacture and installation of such busbars is therefore associated with a high cost of materials and manufacturing.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement which, even in the assembled state of the switch, ensures good accessibility to the fastening of the busbar, for example for control and maintenance purposes, and the material expenditure for the production and the expenditure for the assembly keeps the track in the housing low.
  • a low-voltage circuit breaker with a housing and a contact system located in this housing, which has two busbars fixed by fastening means for connecting the contact system to an external circuit
  • the upper fixed switching contact is provided with an arcing horn
  • the busbar of this contact has at least one integrally formed web extending transversely to its longitudinal direction, which comes into contact with an abutment surface of the rear wall of the housing after insertion of the busbar into the through opening of the rear wall of the housing, as a fastening means the arcing horn is used to fix the busbar in the opening in the rear wall of the housing.
  • the arc horn designed as a stamped and bent part made of sheet metal is provided at the end opposite the horn area, which leads the arc in the direction of the quenching chamber, with a pressed-out stop bar for abutment against a wall shoulder provided for this purpose in the through opening of the rear wall of the housing.
  • a stop bar one or more stops pushed out can also be expediently provided.
  • the arcing horn has two or more holes for fastening screws between the pressed-out stops and the horn region, which leads the arc in the direction of the arcing chamber. To overcome tolerance problems, these holes can be designed as elongated holes.
  • the diameter of round holes for the fastening screws can be larger than the diameter of the fastening screws passed therethrough. Then the arrangement can be adjusted accordingly after insertion by pulling the arcing horn forward after insertion and compression, in such a way that it lies firmly against the wall shoulder at the back and then the fastening screws are tightened and produce a frictional engagement due to their pressure, which is a Moving the busbar against the arcing horn prevented. That should be enough for normal switches; with high switching and contact forces, an additional fuse may be required.
  • both the round holes for the fastening screws and the eccentric discs have a toothed edge on their outer diameter.
  • FIG. 1 schematically shows a possible arrangement of the busbar and the arcing horn in the rear wall of the low-voltage circuit breaker.
  • FIG. 2 shows a perspective view of an example embodiment of the arcing horn.
  • FIG. 3 shows a schematic, partial sectional illustration of the use of an eccentric disk for absorbing very high switching and contact forces.
  • the upper fixed switch contact 1 is shown, which is provided with an arcing horn 2.
  • the busbar 3 of this switching contact 1 has an integrally formed web 4 which extends transversely to its longitudinal direction and comes into contact with a stop face 7 of the back wall 6 after the introduction of the busbar 3 into the lead-through opening 5 of the back wall 6.
  • the busbar 3 is supported in the direction of the forces occurring. Due to the one-sided arrangement of the web 4, however, a torque or tilting moment arises from the switching and contact forces. Therefore, the final fastening of the busbar 3 in the through opening 5 of the rear wall 6 is to be effected by the arcing horn 2.
  • the arc horn 2 which is designed as a stamped and bent part made of sheet metal, is provided at the end opposite the horn region 8, which leads the arc in the direction of the quenching chamber, with a pressed-out stop bar 9 for abutment against a wall shoulder 10 provided for this purpose in the through opening 5 of the rear wall 6 of the housing .
  • the arc horn 2 is shown in perspective in FIG. It has two or more holes for fastening screws 12 between the pressed-out stop bar 9 and the horn region 8, which leads the arc in the direction of the quenching chamber, for fastening to and fixing the busbar 3.
  • the holes are designed as elongated holes 11. It is assumed that the frictional connection of the connection between the busbar 3 and the arcing horn 2 caused by the contact pressure of the fastening screws 12 is sufficient to prevent the busbar 3 from shifting relative to the arcing horn 2.
  • FIG. 3 shows a further possibility for overcoming the tolerance problems, which is particularly suitable for high stresses caused by the switching and contact forces.
  • the diameter of the round holes 13 is larger than the diameter of the fastening screws 12 passed through.
  • eccentric discs 14 inserted, the form-fitting support of the arcing horn 2 on the in the busbar 3rd form screwed fastening screw 12 against the forces acting in the direction of arrow 15.
  • the arcing horn 2 is first arranged in the through opening 5 such that it abuts the wall ledge 10 in the through opening 5 with the stop bar 9. Then the busbar 3 is inserted from the inside into the through opening 5 of the insulating housing rear wall 6 until the integrally formed web 4 bears against the stop surface 7. By tightening the fastening screws 12 of the arcing horn 2, the arrangement of the busbar 3 / arcing horn 2 is finally fixed.
  • the advantages of the invention are that the mounting of the busbar and the arcing horn is accessible when the switch is assembled, and the arrangement requires less material and production.

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Abstract

Bei einem Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse befindlichen Kontaktsystem, das wenigstens eine, durch Befestigungsmittel fixierte, einschiebbare Stromschiene zur Verbindung des Kontaktsystems mit einem äußeren Stromkreis aufweist, und dessen oberer fester Schaltkontakt (1) mit einem Lichtbogenhorn (2) versehen ist, wobei die Stromschiene (3) dieses Schaltkontaktes (1) wenigstens einen sich quer zu ihrer Längsrichtung erstreckenden einstückig angeformten Steg (4) aufweist, der nach der Einführung der Stromschiene (3) in die Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6) an einer Anschlagfläche (7) der Gehäuserückwand (6) zur Anlage kommt, findet als Befestigungsmittel zur Fixierung der Stromschiene (3) in der Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6) das Lichtbogenhorn (2) Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse befindlichen Kontaktsystem, das wenigstens eine, durch Befestigungsmittel fixierte, einschiebbare Stromschiene zur Verbindung des Kontaktsystems mit einem äußeren Stromkreis aufweist, insbesondere den Bereich des oberen festen Schaltkontaktes, der mit einem Lichtbogenhorn versehen ist. Dieser ortsfeste Kontakt befindet sich an einer massiven Schiene, die durch einen isolierenden Wandteil des Gehäuses hindurchgeführt ist. Innen befindet sich der Kontakt und an dem nach außen hindurchgeschobenen Teil kann eine weitere Schiene angeschraubt werden oder bei Einschubschaltern ein Trennkontakt angebracht werden. Diese obere Schiene mit dem festen Schaltkontakt muß in dem isolierenden Wandkörper fest angeordnet sein, da beim Schaltvorgang die beweglichen Kontakte mit voller Kraft auf den festen Kontakt auftreffen. Es handelt sich also um eine kräftemäßig und dynamisch hoch beanspruchte Stelle. Als Befestigungsmittel für die Stromschiene dienen bei herkömmlichen Schaltern, wie zum Beispiel in der DE 44 16 105 beschrieben, Schrauben, die sich durch quer zur Längsachse der Anschlußschienen angeordnete Öffnungen erstrecken und für deren Aufnahme in der Rückwand des Gehäuses ein entsprechendes Muttergewinde vorgesehen ist. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit der aus einem Isolierstoff bestehenden Rückwand des Gehäuses werden hier metallische Einlegmuttern oder Einpreßmuttern verwendet.
  • Bei den genannten Leistungsschaltern mit hohen Nennströmen von beispielsweise 1000 bis 6000 A weisen die Stromschienen einen beträchtlichen Querschnitt auf. Deshalb sind sie mit mehreren Querbohrungen zu versehen und es ist eine entsprechende Anzahl von Befestigungsmitteln erforderlich. Die Herstellung und der Einbau derartiger Stromschienen ist folglich mit einem hohen Material- und Fertigungsaufwand verbunden.
  • In der DE-OS 196 43 607 wurde zur Überwindung dieses Aufwandes eine Stromschiene mit einem angeformten Vorsprung vorgeschlagen, die von innen durch die Durchführungsöffnung der Gehäusewand gesteckt wird und sich mittels des Vorsprunges an der Gehäuserückwand abstützt. Zur Herstellung dieser Stromschiene werden besondere Profile verwendet, die eine einstückig angeformte Leiste aufweisen, von denen dann Stücke abgeschnitten werden, welche die Stromschiene bilden. Die Befestigung der Stromschiene erfolgt von der dem Schaltkontaktsystem zugewandten Seite. Das hat den Nachteil, daß die Befestigung bei zusammengebautem Schalter unzugänglich ist, und die Anordnung trotz der Verbesserungen, wie nicht mehr erforderliche Querbohrungen in den Stromschienen und verringertem Material- und Fertigungsaufwand, keine befriedigende Lösung darstellt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die auch im zusammengebauten Zustand des Schalters eine gute Zugänglichkeit der Befestigung der Stromschiene, zum Beispiel zu Kontroll- und Wartungszwecken, sichert, und den Materialaufwand für die Herstellung sowie den Aufwand für die Montage der Stromschiene in das Gehäuse gering hält.
  • Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse befindlichen Kontaktsystem, das zwei durch Befestigungsmittel fixierte Stromschienen zur Verbindung des Kontaktsystems mit einem äußeren Stromkreis aufweist, bei dem der obere feste Schaltkontakt mit einem Lichtbogenhorn versehen ist, und die Stromschiene dieses Kontaktes wenigstens einen sich quer zu ihrer Längsrichtung erstreckenden einstückig angeformten Steg aufweist, der nach der Einführung der Stromschiene in die Durchführungsöffnung der Gehäuserückwand an einer Anschlagfläche der Gehäuserückwand zur Anlage kommt, als Befestigungsmittel zur Fixierung der Stromschiene in der Durchführungsöffnung der Gehäuserückwand das Lichtbogenhorn Verwendung findet.
  • Zu diesem Zweck ist das als Stanzbiegeteil aus Blech ausgebildete Lichbogenhorn am Ende gegenüber dem Hornbereich, der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, mit einer herausgedrückten Anschlagleiste zur Anlage an einem hierfür vorgesehenen Wandabsatz in der Durchführungsöffnung der Gehäuserückwand versehen. Statt einer Anschlagleiste können auch zweckmäßig ein oder mehrere herausgedrückte Anschläge vorgesehen sein. Zur Befestigung an der Stromschiene und der Fixierung derselben weist das Lichtbogenhorn zwischen den herausgedrückten Anschlägen und dem Hornbereich, der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, zwei oder mehr Löcher für Befestigungsschrauben auf. Zur Überwindung von Toleranzproblemen können diese Löcher als Langlöcher ausgebildet sein.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, daß der Durchmesser von runden Löchern für die Befestigungsschrauben größer ausgebildet ist, als der Durchmesser der hindurchgeführten Befestigungsschrauben. Dann kann die Anordnung nach dem Einschieben entsprechend justiert werden, indem nach dem Einschieben und Zusammenschieben das Lichtbogenhorn nach vorn gezogen wird, derart, daß es hinten fest gegen den Wandabsatz anliegt und dann die Befestigungsschrauben angezogen werden und durch ihren Druck einen Reibungsschluß erzeugen, der ein Verschieben der Stromschiene gegen das Lichtbogenhorn verhindert. Das dürfte bei normalen Schaltern ausreichen; bei hohen Schalt- und Kontaktkräften ist aber möglicherweise eine zusätzliche Sicherung erforderlich.
  • Dann werden die Befestigungsschrauben vorteilhaft mit Exzenterscheiben versehen. Bei zu erwartenden sehr hohen mechanischen Belastungen kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, daß sowohl die runden Löcher für die Befestigungsschrauben als auch die Exzenterscheiben an ihrem äußeren Durchmesser einen gezahnten Rand aufweisen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch eine mögliche Anordnung der Stromschiene und des Lichtbogenhorns in der Gehäuserückwand des Niederspannungs-Leistungsschalters.
  • Die Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine beispielsweise Ausführungsform des Lichtbogenhorns.
  • Die Figur 3 zeigt in einer schematischen teilweisen Schnittdarstellung die Anwendung einer Exzenterscheibe zur Aufnahme sehr hoher Schalt- und Kontaktkräfte.
  • In der Figur 1 ist der obere feste Schaltkontakt 1 dargestellt, der mit einem Lichtbogenhorn 2 versehen ist. Die Stromschiene 3 dieses Schaltkontaktes 1 weist einen sich quer zu ihrer Längsrichtung erstreckenden einstückig angeformten Steg 4 auf, der nach der Einführung der Stromschiene 3 in die Durchführungsöffnung 5 der Gehäuserückwand 6 an einer Anschlagfläche 7 der Gehäuserückwand 6 zur Anlage kommt. Hierdurch wird die Stromschiene 3 in Richtung der auftretenden Kräfte abgestützt. Durch die einseitige Anordnung des Steges 4 entsteht jedoch durch die Schalt- und Kontaktkräfte ein Dreh- oder Kippmoment. Deshalb soll die endgültige Befestigung der Stromschiene 3 in der Durchführungsöffnung 5 der Gehäuserückwand 6 durch das Lichtbogenhorn 2 bewirkt werden. Zu diesem Zweck ist das als Stanzbiegeteil aus Blech ausgebildete Lichbogenhorn 2 am Ende gegenüber dem Hornbereich 8, der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, mit einer herausgedrückten Anschlagleiste 9 zur Anlage an einem hierfür vorgesehenen Wandabsatz 10 in der Durchführungsöffnung 5 der Gehäuserückwand 6 versehen.
  • In der Figur 2 ist das Lichtbogenhorn 2 perspektivisch dargestellt. Es weist zur Befestigung an der Stromschiene 3 und zur Fixierung derselben, zwischen der herausgedrückten Anschlagleiste 9 und dem Hornbereich 8, der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, zwei oder mehr Löcher für Befestigungsschrauben 12 auf. Zur Überwindung von Toleranzproblemen sind die Löcher als Langlöcher 11 ausgebildet. Dabei wird angenommen, daß der durch die Anpreßkraft der Befestigungsschrauben 12 hervorgerufene Reibungsschluß der Verbindung zwischen der Stromschiene 3 und dem Lichtbogenhorn 2 ausreicht, um ein Verschieben der Stromschiene 3 gegenüber dem Lichtbogenhorn 2 zu verhindern.
  • Die Figur 3 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Überwindung der Toleranzprobleme, die insbesondere für hohe Beanspruchungen durch die Schalt- und Kontaktkräfte geeignet ist. Hier ist der Durchmesser der runden Löcher 13 größer, als der Durchmesser der hindurchgeführten Befestigungsschrauben 12. Zur Aufnahme von Schalt- und Kontaktkräften, die so groß sind, daß sie den Reibungsschluß der Verbindung zwischen der Stromschiene 3 und dem Lichtbogenhorn 2 überschreiten, werden Exzenterscheiben 14 eingelegt, die eine formschlüssige Abstützung des Lichtbogenhorns 2 an der in der Stromschiene 3 eingeschraubten Befestigungsschraube 12 gegen die in der Richtung des Pfeils 15 wirkenden Kräfte bilden.
  • Bei der Montage wird zuerst das Lichtbogenhorn 2 in der Durchführungsöffnung 5 derart angeordnet, daß es mit der Anschlagleiste 9 am Wandabsatz 10 in der Durchführungsöffnung 5 anliegt. Dann wird die Stromschiene 3 von innen in die Durchführungsöffnung 5 der isolierenden Gehäuserückwand 6 eingeschoben, bis der angeformte Steg 4 an der Anschlagfläche 7 anliegt. Durch das Anziehen der Befestigungsschrauben 12 des Lichtbogenhorns 2 wird die Anordnung Stromschiene 3 / Lichtbogenhorn 2 endgültig fixiert.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Befestigung der Stromschiene und des Lichtbogenhorns bei zusammengebautem Schalter zugänglich ist, und die Anordnung einen verringerten Material- und Fertigungsaufwand benötigt.

Claims (10)

  1. Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse befindlichen Kontaktsystem, das wenigstens eine, durch Befestigungsmittel fixierte, einschiebbare Stromschiene zur Verbindung des Kontaktsystems mit einem äußeren Stromkreis aufweist, bei dem der obere feste Schaltkontakt mit einem Lichtbogenhorn versehen ist, und die Stromschiene dieses Kontaktes wenigstens einen sich quer zu ihrer Längsrichtung erstreckenden einstückig angeformten Steg aufweist, der nach der Einführung der Stromschiene in die Durchführungsöffnung der Gehäuserückwand an einer Anschlagfläche der Gehäuserückwand zur Anlage kommt,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel zur Fixierung der Stromschiene (3) in der Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6) durch das Lichtbogenhorn (2) gebildet ist.
  2. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Stanzbiegeteil aus Blech ausgebildete Lichtbogenhorn (2) am Ende gegenüber dem Hornbereich (8), der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, zur Anlage an einem Wandabsatz (10) in der Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6), eine herausgedrückte Anschlagleiste (9) aufweist.
  3. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Stanzbiegeteil aus Blech ausgebildete Lichtbogenhorn (2) am Ende gegenüber dem Hornbereich (8), der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, zur Anlage an einem Wandabsatz (10) in der Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6), einen oder mehrere herausgedrückte Anschläge aufweist.
  4. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenhorn (2) zwischen den herausgedrückten Anschlägen und dem Hornbereich (8), der den Lichtbogen in die Richtung zur Löschkammer ableitet, wenigstens zwei Löcher (11;13) für Befestigungsschrauben (12) aufweist.
  5. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11;13) für die Befestigungsschrauben (12) als Langlöcher (11) ausgebildet sind.
  6. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser von runden Löchern (13) für die Befestigungsschrauben (12) größer ist, als der Durchmesser der hindurchgeführten Befestigungsschrauben (12).
  7. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die runden Löcher (13) für die Befestigungsschrauben (12) einen gezahnten Rand aufweisen.
  8. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschrauben (12) mit Exzenterscheiben (14) versehen sind.
  9. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterscheiben (14) am äußeren Umfang einen gezahnten Rand aufweisen.
  10. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchführungsöffnung (5) der Gehäuserückwand (6) ein Wandabsatz (10) als Anlagefläche für die Anschlagleiste (9) oder die Anschläge des Lichtbogenhorns (2) vorgesehen ist.
EP99250134A 1998-04-24 1999-04-23 Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer einschiebbaren Stromschiene Withdrawn EP0952596A3 (de)

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