EP1037239B1 - Mehrpoliger Leistungsschalter - Google Patents

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EP1037239B1
EP1037239B1 EP00104332A EP00104332A EP1037239B1 EP 1037239 B1 EP1037239 B1 EP 1037239B1 EP 00104332 A EP00104332 A EP 00104332A EP 00104332 A EP00104332 A EP 00104332A EP 1037239 B1 EP1037239 B1 EP 1037239B1
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EP
European Patent Office
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shaft
circuit breaker
switching
coupling element
segments
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EP00104332A
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EP1037239A3 (de
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Franz Böder
Guido Dedenbach
Hans-Jürgen Mader
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Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
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    • H01H1/20—Bridging contacts
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H73/02—Details
    • H01H73/04—Contacts
    • H01H73/045—Bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a multi-pole circuit breaker with a switching chamber housing, in which a number of interrupters corresponding to the number of poles is arranged side by side, and one common to all poles Switching shaft, with each switching chamber having a fixed and a swiveling one Contact bridge formed contact arrangement, which with the fixed contact arrangement cooperates.
  • Such a circuit breaker is for example from EP 0542 636 B1 known.
  • Each of the contact bridges is in a separate plastic existing shaft segment of the control shaft arranged.
  • To connect the Shaft segments are two axially extending, parallel to each other arranged shift rods provided.
  • the disadvantage of this known circuit breakers among other things, that the assembly of the from Shaft segments and the shift rods existing shift shaft relative is time consuming.
  • an expensive storage of the selector shaft in the circuit breaker switch lock, and when using continuous metal bars often pose problems with regard to the electrical insulation of adjacent switching chambers. After all, that is Torsional stiffness of such a control shaft is low and is usually sufficient not the requirements placed on them.
  • From EP 0 634 051 B1 is a multi-pole circuit breaker with one for all poles common switching shaft known, in which the contact bridges the individual interrupters are also arranged on shaft segments.
  • the middle shaft segment points to it a central pin on both ends, which in corresponding Recesses of the adjacent shaft segments is inserted.
  • recessed levers at the ends of the shaft segments provided to accommodate additional coupling bolts.
  • a disadvantage of this Known circuit breakers include the additional connection via coupling bolts and the also relatively complex storage, to ensure exact positioning of the selector shaft.
  • A1 is a multi-pole circuit breaker with one for all poles common switching shaft known, in which the the switching chambers assigned contact bridges arranged in adjacent shaft segments are.
  • the shaft segments are over Coupling elements made of plastic connected together.
  • the coupling elements consist essentially of a central partition for the electrical insulation of adjacent swiveling contact bridges and from cylindrical on both sides of the partition Share with two mounting pins each, which in corresponding Engage recesses in the shaft segments.
  • a disadvantage of this circuit breaker among other things also the relatively expensive storage of the Switching shaft, which takes place essentially in the area of the shaft segments.
  • a generic circuit breaker according to EP 0 849 748 A2 which is considered to be the closest prior art, is disclosed a multi-pole circuit breaker with a switching chamber housing, in the number of switching chambers corresponding to the number of poles next to each other is arranged, and a common for all poles switching shaft, wherein each switching chamber has a fixed and a pivotable contact bridge trained contact arrangement includes which with the fixed Contact arrangement cooperates.
  • Each contact bridge is made of insulating material assigned to existing shaft segment.
  • the neighboring wave segments are connected to each other via separate coupling elements.
  • the shaft segments each point to the corresponding one Coupling element facing side recesses for receiving connecting bolts extending axially from the coupling elements.
  • the Transition area of the interrupter housing between neighboring Switching chambers is at least partially used as a bearing for the bearing shaft of the Corresponding shaft segments connecting coupling element is formed.
  • This circuit breaker has the same result as that described above of the large friction radius a high friction between the bearings and the Bearing shaft on, which is expensive to reduce the harmful abrasion Measures, for example with regard to the choice of material, require.
  • the invention has for its object a multi-pole circuit breaker specify the type mentioned, the switching shaft in simple Is pre-assembled, has sufficient torsional rigidity and in the interrupter housing for exact positioning no complex ones Stock required.
  • the shaft segments 10-12 (for reasons of clarity the contact bridges 6-8 omitted) by means of identical metallic Coupling elements 14, 15 connected. These each include two tab-shaped parts 16, 17 which are connected to one another via a bearing shaft 18 are connected and facing away from the bearing shaft 18 Side at least two connecting bolts each extending in the axial direction Wear 19, 20 or 21, 22. The distance 23 is between the adjacent connecting bolts 19, 20 and 21, 22 of the respective Coupling element 14, 15 larger than the diameter 24 of the bearing shaft 18.
  • the shaft segments 10-12 each point to the corresponding one Coupling element 14, 15 facing side for receiving the connecting bolts 19-22 recesses 25, 26.
  • the coupling elements 14, 15 comprise in the area between the two tab-shaped Parts 16, 17 at least one extending in the axial direction Pin 27, which with one of the two tab-shaped parts 16 or 17 is firmly connected and of the other tab-shaped Part 17 or 16 has a predetermined distance, so that on this Side results in a slit-shaped opening 28.
  • the pin 27 is used for connection the switching shaft 9 with the circuit breaker of the circuit breaker, not shown 1, wherein a usually lever-shaped connecting part (toggle lever) of the key switch inserted into the gap-shaped opening 28 and by laterally shifting the pin 27 into a corresponding recess of the toggle lever is inserted.
  • the transition area between neighboring ones Druckkammem 3-5 is partly as a bearing 29 (Fig.1) for the bearing shaft 18 of the connecting the corresponding shaft segments 10-12 Coupling element 14, 15 formed (Fig.2, 3).
  • the invention is of course not limited to that described above Embodiment limited. So the circuit breaker according to the invention for example, also include four interrupters.
  • the shift shaft in this case is composed of four shaft segments, over three the coupling elements described above interconnected become.
  • the coupling elements can also be made of metal instead an electrically insulating material (e.g. plastic), provided that there is sufficient torsional rigidity of the selector shaft.
  • the pin 27 to connect the control shaft with the key switch can also be used as a continuous Be formed and the two tab-shaped parts 16th and 17 connect to one another without forming a gap-shaped opening 28. In this case, the toggle of the key switch is already pre-assembled on the Cones arranged.

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit einem Schaltkammergehäuse, in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle, wobei jede Schaltkammer eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke ausgebildete Kontaktanordnung umfasst, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt.
Stand der Technik
Ein derartiger Leistungsschalter ist beispielsweise aus der EP 0542 636 B1 bekannt. Dabei ist jede der Kontaktbrücken in einem separaten aus Kunststoff bestehenden Wellensegment der Schaltwelle angeordnet. Zur Verbindung der Wellensegmente sind zwei sich in axialer Richtung erstreckende, parallel zueinander angeordnete Schaltstangen vorgesehen. Nachteilig ist bei diesem bekannten Leistungsschalter unter anderem, dass die Montage der aus den Wellensegmenten und den Schaltstangen bestehenden Schaltwelle relativ zeitaufwendig ist. Außerdem ist eine aufwendige Lagerung der Schaltwelle in dem Schaltschloss des Leistungsschalters erforderlich, und bei der Verwendung durchgehender Metallstangen ergeben sich häufig Probleme hinsichtlich der elektrischen Isolierung benachbarter Schaltkammern. Schließlich ist die Torsionssteifigkeit einer derartigen Schaltwelle gering und genügt in der Regel nicht den an sie gestellten Anforderungen.
Aus der EP 0 634 051 B1 ist ein mehrpoliger Leistungsschalter mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle bekannt, bei der die Kontaktbrücken der einzelnen Schaltkammern ebenfalls an Wellensegmenten angeordnet sind. Zur Herstellung der Schaltwelle weist das mittlere Wellensegment an seinen beiden Enden jeweils einen zentrischen Zapfen auf, der in entsprechende Ausnehmungen der benachbarten Wellensegmente gesteckt wird. Außerdem sind an den Enden der Wellensegmente mit Ausnehmungen versehene Hebel zur Aufnahme zusätzlicher Kupplungsbolzen vorgesehen. Nachteilig bei diesem bekannten Leistungsschalter ist unter anderem die zusätzliche Verbindung über Kupplungsbolzen sowie die ebenfalls relativ aufwendige Lagerung, um eine exakte Positionierung der Schaltwelle zu gewährleisten.
Aus der DE 42 01 255 A1 ist ein mehrpoliger Leistungsschalter mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle bekannt, bei der die den Schaltkammern zugeordneten Kontaktbrücken in benachbarten Wellensegmenten angeordnet sind. Zur Bildung der Schaltwelle werden die Wellensegmente über Kupplungselemente aus Kunststoff miteinander verbunden. Die Kupplungselemente bestehen jeweils im wesentlichen aus einer zentralen Zwischenwand zur elektrischen Isolierung benachbarter schwenkbarer Kontaktbrücken sowie aus beidseitig an der Zwischenwand angeordneten zylinderförmigen Teilen mit jeweils zwei Halterungsstiften, welche in entsprechende Ausnehmungen der Wellensegmente eingreifen. Nachteilig ist bei diesem Leistungsschalter unter anderem ebenfalls die relativ aufwendige Lagerung der Schaltwelle, die im wesentlichen im Bereich der Wellensegmente erfolgt.
Ein gattungsgemäßer Leistungsschalter nach EP 0 849 748 A2 das als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, offenbart einen mehrpoligen Leistungsschalter mit einem Schaltkammergehäuse, in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle, wobei jede Schaltkammer eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke ausgebildete Kontaktanordnung umfasst, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt. Jeder Kontaktbrücke ist ein aus Isoliermaterial bestehendes Wellensegment zugeordnet. Die benachbarten Wellensegmente sind jeweils über getrennte Kupplungselemente miteinander verbunden. Die Wellensegmente weisen jeweils auf ihrer dem entsprechenden Kupplungselement zugewandten Seite Ausnehmungen zur Aufnahme von axial von den Kupplungselementen ausgehenden Verbindungsbolzen auf. Der Übergangsbereich des Schaltkammergehäuses zwischen benachbarten Schaltkammern ist mindestens teilweise als Lager für die Lagerwelle des die entsprechenden Wellensegmente verbindenden Kupplungselementes ausgebildet. Dieser Leistungsschalter weist ebenso wie der davor beschriebene infolge des großen Reibradius eine hohe Reibung zwischen den Lagern und der Lagerwelle auf, die zur Verminderung des schädlichen Abriebes aufwendige Maßnahmen, beispielsweise hinsichtlich der Materialauswahl, erfordern.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Leistungsschalter der eingangs erwähnten Art anzugeben, dessen Schaltwelle auf einfache Weise vormontierbar ist, eine ausreichende Torsionssteifigkeit besitzt und in dem Schaltkammergehäuse zur exakten Positionierung keine aufwendigen Lager erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, dass die aus Kunststoff bestehenden und die schwenkbaren Kontaktbrücken enthaltenden Wellensegmente über Kupplungselemente miteinander verbunden sind, über die sich die Schaltwelle an dem Schaltkammergehäuse abstützt. Hierzu umfasst erfindungsgemäß das jeweilige Kupplungselement zwei laschenförmig ausgebildete Teile, welche über eine Lagerwelle miteinander verbunden sind und die auf ihrer der Lagerwelle abgewandten Seite jeweils mindestens zwei Verbindungsbolzen tragen, welche zur Verbindung mit den benachbarten Wellensegmenten in entsprechende Ausnehmungen dieser Segmente eingreifen. Um eine gute Torsionssteifigkeit der Schaltwelle sicherzustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand zwischen benachbarten Verbindungsbolzen des jeweiligen Kupplungselementes größer als der Durchmesser der Lagerwelle ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Figur 1:
die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen dreipoligen Leistungsschalters mit abgenommenem Oberteil des Schaltkammergehäuses;
Figur 2:
die perspektivische Ansicht der aus drei Wellensegmenten und drei Kupplungselementen bestehenden Schaltwelle des in Fig.1 dargestellten Leistungsschalters vor ihrem Zusammenbau und
Figur 3:
die in Fig.2 dargestellte Schaltwelle nach ihrer Montage.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig.1 ist mit 1 ein dreipoliger Leistungsschalter bezeichnet, welcher ein Schaltkammergehäuse 2 aus Kunststoff mit drei nebeneinander angeordneten und im wesentlichen gleich aufgebauten Schaltkammern 3-5 umfasst. Jede der Schaltkammern 3-5 enthält eine feststehende Kontaktanordnung und eine als schwenkbare Kontaktbrücke 6-8 ausgebildete Kontaktanordnung, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung in an sich bekannter Weise zusammenwirkt (zum Aufbau und zur Wirkungsweise derartiger Leistungsschalter vgl. auch die eingangs erwähnte EP 0542 636 B1). Die Kontaktbrücken 6-8 sind über eine gemeinsame Schaltwelle 9 miteinander verbunden. Hierzu ist jede der Kontaktbrücken 6-8 in einem aus Kunststoff bestehenden Wellensegment 10-12 um eine entsprechende Achse 13 (Fig.2) schwenkbar gelagert.
Die Fig.2 und 3 geben die Schaltwelle 9 vor und nach ihrer Montage wieder. Dabei werden die Wellensegmente 10-12 (aus Übersichtlichkeitsgründen sind die Kontaktbrücken 6-8 weggelassen) mittels identisch aufgebauter metallischer Kupplungselemente 14, 15 verbunden. Diese umfassen jeweils zwei laschenförmig ausgebildete Teile 16, 17, welche über eine Lagerwelle 18 miteinander verbunden sind und die auf ihrer der Lagerwelle 18 abgewandten Seite jeweils mindestens zwei sich in axialer Richtung erstreckende Verbindungsbolzen 19, 20 bzw. 21, 22 tragen. Dabei ist der Abstand 23 zwischen den benachbarten Verbindungsbolzen 19, 20 bzw. 21, 22 des jeweiligen Kupplungselementes 14, 15 größer als der Durchmesser 24 der Lagerwelle 18. Die Wellensegmente 10-12 weisen jeweils auf ihrer dem entsprechenden Kupplungselement 14, 15 zugewandten Seite zur Aufnahme der Verbindungsbolzen 19-22 Ausnehmungen 25, 26 auf.
Die Kupplungselemente 14,15 umfassen im Bereich zwischen den beiden laschenförmigen Teilen 16, 17 mindestens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen 27, welcher mit einem der beiden laschenförmigen Teile 16 bzw. 17 fest verbunden ist und von dem jeweils anderen laschenförmigen Teil 17 bzw. 16 einen vorgegebenen Abstand aufweist, so dass sich auf dieser Seite eine spaltförmige Öffnung 28 ergibt. Der Zapfen 27 dient zur Verbindung der Schaltwelle 9 mit dem nicht dargestellten Schaltschloss des Leistungsschalters 1, wobei ein üblicherweise hebelförmiges Verbindungsteil (Kniehebel) des Schaltschlosses in die spaltförmige Öffnung 28 eingeschoben und durch seitliches Verschieben der Zapfen 27 in eine entsprechende Ausnehmung des Kniehebels eingeführt wird. Der Übergangsbereich zwischen benachbarten Schaltkammem 3-5 ist teilweise als Lager 29 (Fig.1) für die Lagerwelle 18 des die entsprechenden Wellensegmente 10-12 verbindenden Kupplungselementes 14, 15 ausgebildet (Fig.2, 3).
Wie aus den Fig.2 und 3 ersichtlich, wird bei der Montage der Schaltwelle 9 auf die Verbindungsbolzen 19-22 des jeweiligen Kupplungselementes 14, 15 jeweils eine elastische Dichtscheibe 30 angeordnet, deren äußerer Rand 31 die Wellensegmente 10-12 überragt und in eine nutenförmige Ausnehmung 32 des Schaltkammergehäuses 2 eingreift (Fig.1). Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass die in den Schaltkammern 3-5 bei Ausbildung von Lichtbögen erzeugten ionisierten Gase entlang der Schaltwelle 9 in die jeweils benachbarten Schaltkammem 3-5 gelangen können. Denn die Gase besitzen in der Regel unterschiedliche Drücke, so dass die elastischen Dichtscheiben 30 im Bereich ihrer äußeren Ränder 31 jeweils gegen eine der beiden Seitenwände des Schaltkammergehäuses 2 im Bereich der nutenförmigen Ausnehmung 32 gedrückt werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der erfindungsgemäße Leistungsschalter beispielsweise auch vier Schaltkammern umfassen. Die Schaltwelle setzt sich in diesem Fall aus vier Wellensegmenten zusammen, die über drei der vorstehend beschriebenen Kupplungselemente miteinander verbunden werden. Ferner können die Kupplungselemente statt aus Metall auch aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen (z.B. Kunststoff), sofern sich eine ausreichende Torsionssteifigkeit der Schaltwelle ergibt. Der Zapfen 27 zur Verbindung der Schaltwelle mit dem Schaltschloss kann auch als durchgehender Zapfen ausgebildet sein und die beiden laschenförmigen Teile 16 und 17 ohne Bildung einer spaltförmigen Öffnung 28 miteinander verbinden. In diesem Fall ist der Kniehebel des Schaltschlosses bereits vormontiert an dem Zapfen angeordnet.

Claims (3)

  1. Mehrpoliger Leistungsschalter mit einem Schaltkammergehäuse (2), in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern (3-5) nebeneinander angeordnet ist, sowie einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle (9), wobei jede Schaltkammer (3-5) eine feststehende und eine als schwenkbare Kontaktbrücke (6-8) ausgebildete Kontaktanordnung umfasst, welche mit der feststehenden Kontaktanordnung zusammenwirkt;
    mit aus einem Isoliermaterial bestehenden Wellensegmenten (10-12), in denen jeweils eine der Kontaktbrücken (6-8) angeordnet ist;
    mit getrennten, jeweils benachbarte Wellensegmente (10-12) miteinander verbindenden Kupplungselementen (14,15),
    wobei die Wellensegmente (10-12) jeweils auf ihrer dem entsprechenden Kupplungselement (14,15) zugewandten Seite Ausnehmungen (25,26) zur Aufnahme von Verbindungsbolzen (19-22) aufweisen, die sich in axialer Richtung von den Kupplungselementen (14, 15) erstrecken, und
    der Übergangsbereich des Schaltkammergehäuses (2) zwischen benachbarten Schaltkammern (3-5) mindestens teilweise als Lager (29) für eine Lagerwelle (18) des die entsprechenden Wellensegmente (10-12) verbindenden Kupplungselementes (14,15) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kupplungselemente (14,15) jeweils zwei laschenförmig ausgebildete Teile (16,17) umfassen, welche über die Lagerwelle (18) miteinander verbunden sind und auf ihrer der Lagerwelle (18) abgewandten Seite die jeweils mindestens zwei Verbindungsbolzen (19-22) tragen, und
    dass der Abstand (23) zwischen benachbarten Verbindungsbolzen (19,20;21,22) des jeweiligen Kupplungselementes (14,15) größer als der Durchmesser (24) der Lagerwelle (18) ist.
  2. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Kupplungselement (14,15) im Bereich zwischen den beiden laschenförmigen Teilen (16,17) mindestens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen (27) umfasst, welcher mit mindestens einem der beiden laschenförmigen Teile (16,17) fest verbunden und von dem jeweils anderen laschenförmigen Teil (17,16) einen vorgegebenen Abstand aufweist.
  3. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Verbindungsbolzen (19-22) des jeweiligen Kupplungselementes (14,15) mindestens eine elastische Dichtscheibe (30) angeordnet ist, deren äußerer Rand (31) in eine nutenförmige Ausnehmung (32) des Schaltkammergehäuses (2) eingreift.
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