EP1076909B1 - Mehrpoliger leistungsschalter - Google Patents

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EP1076909B1
EP1076909B1 EP00909285A EP00909285A EP1076909B1 EP 1076909 B1 EP1076909 B1 EP 1076909B1 EP 00909285 A EP00909285 A EP 00909285A EP 00909285 A EP00909285 A EP 00909285A EP 1076909 B1 EP1076909 B1 EP 1076909B1
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EP
European Patent Office
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sealing disc
multipole circuit
actuating shaft
breaker according
breaker
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00909285A
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English (en)
French (fr)
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EP1076909A1 (de
Inventor
Franz Böder
Guido Dedenbach
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Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
Kloeckner Moeller GmbH
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Publication date
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    • 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
    • H01H9/0072—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 particular to three-phase switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a multi-pole circuit breaker with a housing in which one of the number of poles corresponding number of switching chambers are arranged side by side, which are each separated by intermediate walls of an electrically insulating material, and with a common to all poles switching shaft for actuating movable in the Switching chambers arranged contact arrangements.
  • a multi-pole circuit breaker which is arranged in accordance with the present invention with a housing in which a number of poles corresponding number of switching chambers side by side, which are each separated by intermediate walls of insulating material, and with a common pole for all switching shaft for actuation of movable arranged in the switching chambers contact arrangements Is provided.
  • two sealing disks each consisting of an elastic material are arranged, which seal the opening of the intermediate walls present in the region of the switching shaft and sealingly abut one of the two sealing disks against a corresponding wall region of the respective intermediate wall at a pressure difference between the switching chambers.
  • a disadvantage of this known circuit breaker inter alia, that adjacent switching chambers are separated by two sealing discs from each other.
  • the respective sealing disc is displaced at a pressure difference on the surface of the switching shaft, and by forming gap-shaped openings in this area, a pressure compensation can not be completely prevented.
  • the gaskets typically abut the sidewalls, they also often produce undesirable frictional forces during normal operation of the switch.
  • the invention has for its object to provide a multi-pole circuit breaker having a better than known multi-pole switches gas seal better between the individual switching chambers in the field of switching shaft.
  • the invention is based essentially on the idea to arrange only a respective sealing disc between adjacent switching chambers, wherein the sealing disc od either by gluing, scorching, clamps.
  • Gas-tight attached to the shift shaft or that they are slidably mounted within an annular groove on the shift shaft is, in such a way that they are at one Pressure difference between adjacent switching chambers sealingly applied to one of the side walls of the annular groove.
  • the respective switching chamber housing has a groove-shaped recess in which the sealing disk is guided in the region of its outer circumference.
  • the width of the groove-shaped recess of the switching chamber housing should be greater than the wall thickness of the sealing disc, so that the sealing disc located in its normal position not at an actuation of the shift shaft by friction to the corresponding Walls of the groove-shaped recess damaged and the movement of the shift shaft is not hindered.
  • Fig.1 is indicated by 1 a multi-pole circuit breaker (without switching mechanism) comprising a two-part housing 2 with a number of poles corresponding number of switching chambers, of which only two switching chambers 3, 4 are shown schematically.
  • the switching chambers 3, 4 are separated by partitions 5, which consists of an electrically insulating Material exist.
  • movable contact assemblies 6, 7, which are in operative connection with solid contacts, not shown for reasons of clarity.
  • the movable contact arrangements (eg pivotable contact bridges) 6, 7 are connected to each other via a switching shaft 8.
  • a sealing disk 9 made of an elastic material is arranged, which is gas-tight, for example by applying a Vulkanisations Mrs 10, connected to the switching shaft 8, and which seals the existing in the switching shaft 8 opening 11 of the intermediate wall 5.
  • a groove-shaped recess 12 is provided in the intermediate wall 5, in which the outer edge region 14 of the sealing washer 9 engages.
  • the outer edge region 14 is arranged in the groove-shaped recess 12 so that it is in the in Fig.1 illustrated normal position of the sealing washer 9, the wall portions 15, 16 of the groove-shaped recess 12 is not affected, so that upon rotation of the switching shaft 8 no friction between the sealing disc 9 and the side walls 15, 16 of the groove-shaped recess 12.
  • the outer edge region 14 of the sealing disk 9 bears against the corresponding wall region 15 of the intermediate wall 5 and prevents pressure equalization between the two switching chambers ( Fig.2 ).
  • the 3 and 4 show a further embodiment of the invention.
  • designated with 18 sealing disc is slidably mounted in an annular groove 19 of a switching shaft 20.
  • the Fig.1 corresponding normal position of the sealing washer 18 is in Figure 3 played.
  • the at a pressure difference between adjacent switching chambers 3, 4 ( Fig.1 ) resulting position of the sealing washer 18 is in Figure 4 shown.
  • the sealing washer 18 presses both in the region of its outer edge 21 against the corresponding wall portion 15 of the groove-shaped recess 12 of the intermediate wall 5 and with its inner edge region 22 facing the switching shaft 20 against the corresponding wall portion 23 of the annular groove 19.
  • the width 24 of the annular groove 19 is less than or equal to the width 25 of the groove-shaped Recess 12 is selected in the intermediate wall 5.
  • Polyamide (PA) or polyethylene terephthalate (PET) has proved particularly suitable as material for the sealing disk.
  • the wall thickness of the sealing disc should be between 0.1 and 0.5 mm.
  • FIG. 5 a further embodiment of the invention is shown in which the designated 26 sealing washer and the switching shaft are connected to each other via a clamping connection.
  • the switching shaft is composed of individual switching shaft segments 27, 28, which are connected to each other via a screw 29 and between which the gasket 26 is clamped gas-tight.
  • the attachment of the sealing disc to the selector shaft can also be realized by another method (for example by an adhesive connection) instead of by vulcanization or a clamping connection.

Landscapes

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

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit einem Gehäuse, in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern nebeneinander angeordnet sind, die jeweils durch Zwischenwände aus einem elektrisch isolierenden Material voneinander getrennt sind, sowie mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle zur Betätigung von beweglichen in den Schaltkammern angeordneten Kontaktanordnungen.
    • Stand der Technik
  • Bei mehrpoligen Leistungsschaltern treten häufig in den einzelnen Schaltkammern aufgrund der sich bei den Schaltvorgängen ausbildenden Lichtbögen unterschiedliche Gasdrücke auf. Sofern daher die Schaltkammern nicht ausreichend gasdicht gegeneinander abgedichtet sind, kann es aufgrund des Druckausgleiches in den Schaltkammern zu einer unerwünschten Beeinflussung des Schaltverhaltens des Leistungsschalters kommen. Ein derartiger Druckausgleich erfolgt häufig über die für die Schaltwelle erforderlichen Öffnungen in den Zwischenwänden.
  • Aus der EP 0 542 636 B1 ist ein mehrpoliger Leistungsschalter bekannt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einem Gehäuse, in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern nebeneinander angeordnet ist, die jeweils durch Zwischenwände aus isolierendem Material getrennt sind, sowie mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle zur Betätigung von beweglichen in den Schaltkammern angeordneten Kontaktanordnungen ausgestattet ist. Im Bereich der Zwischenwände zwischen benachbarten Schaltkammern sind jeweils zwei Dichtscheiben aus einem elastischen Material angeordnet, welche die im Bereich der Schaltwelle vorhandene Öffnung der Zwischenwände abdichten und sich bei einem Druckunterschied zwischen den Schaltkammern eine der beiden Dichtscheiben dichtend gegen einen entsprechenden Wandbereich der jeweiligen Zwischenwand anlegt. Nachteilig ist bei diesem bekannten Leistungsschalter unter anderem, daß benachbarte Schaltkammern durch zwei Dichtscheiben voneinander zu trennen sind. Außerdem wird die jeweilige Dichtscheibe bei einer Druckdifferenz auch auf der Oberfläche der Schaltwelle verschoben, und durch Bildung spaltförmiger Öffnungen kann in diesem Bereich ein Druckausgleich nicht vollständig verhindert werden. Da die Dichtscheiben in der Regel an den Seitenwänden anliegen, erzeugen sie im Normalbetrieb des Schalters außerdem häufig unerwünschte Reibungskräfte.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Leistungsschalter anzugeben, der eine gegenüber bekannten mehrpoligen Schaltern bessere Gasabdichtung zwischen den einzelnen Schaltkammern im Bereich der Schaltwelle aufweist.
  • 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, zwischen benachbarten Schaltkammern nur jeweils eine Dichtscheibe anzuordnen, wobei die Dichtscheibe entweder z.B. durch Kleben, Anvulkanisieren, Klemmen od. dgl. an der Schaltwelle gasdicht befestigt ist oder daß sie innerhalb einer Ringnut auf der Schaltwelle verschiebbar angeordnet ist, derart, daß sie sich bei einem Druckunterschied zwischen benachbarten Schaltkammern dichtend an eine der Seitenwände der Ringnut anlegt.
  • Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das jeweilige Schaltkammergehäuse eine nutenförmige Ausnehmung aufweist, in welcher die Dichtscheibe im Bereich ihres äußeren Umfanges geführt ist. Dabei sollte die Breite der nutenförmigen Ausnehmung des Schaltkammergehäuses größer sein als die Wandstärke der Dichtscheibe, so daß die in ihrer Normallage befindliche Dichtscheibe bei einer Betätigung der Schaltwelle nicht durch Reibung an den entsprechenden Wänden der nutenförmigen Ausnehmung beschädigt und die Bewegung der Schaltwelle nicht behindert wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
    • Figur 1:
    den Längsschnitt durch einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters mit einer durch zwei Schaltkammern geführten Schaltwelle und einer Dichtscheibe zur Gasabdichtung der beiden Schaltkammern in ihrer Normallage;
    Figur 2:
    eine vergrößerte Darstellung der in Fig.1 wiedergegebenen Dichtscheibe beim Auftreten eines Druckunterschiedes zwischen den beiden Schaltkammern;
    Figur 3:
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer an der Schaltwelle eines Leistungsschalters angeordneten Dichtscheibe, die sich in ihrer Normallage befindet;
    Figur 4:
    eine Fig.3 entsprechende Darstellung, bei der auf die Dichtscheibe ein Druckunterschied zwischen benachbarten Schaltkammern wirkt;
    Figur 5:
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Dichtscheibe und die Schaltwelle über eine Klemmverbindung miteinander verbunden sind.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In Fig.1 ist mit 1 ein mehrpoliger Leistungsschalter (ohne Schaltschloß) angedeutet, der ein zweiteiliges Gehäuse 2 mit einer der Polzahl entsprechenden Anzahl von Schaltkammern umfaßt, von denen lediglich zwei Schaltkammern 3, 4 schematisch dargestellt sind. Die Schaltkammern 3, 4 sind durch Zwischenwände 5 voneinander getrennt, welche aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. In den Schaltkammern 3, 4 befinden sich bewegliche Kontaktanordnungen 6, 7, welche mit aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten festen Kontakten in Wirkverbindung stehen. Die beweglichen Kontaktanordnungen (z.B. schwenkbare Kontaktbrücken) 6, 7 sind über eine Schaltwelle 8 miteinander verbunden. Im Bereich der jeweiligen Zwischenwand 5 ist eine Dichtscheibe 9 aus einem elastischen Material angeordnet, welche gasdicht, z.B. durch Aufbringen einer Vulkanisationsschicht 10, mit der Schaltwelle 8 verbunden ist, und welche die im Bereich der Schaltwelle 8 vorhandene Öffnung 11 der Zwischenwand 5 abdichtet. Hierzu ist in der Zwischenwand 5 eine nutenförmige Ausnehmung 12 vorgesehen, in welche der äußere Randbereich 14 der Dichtscheibe 9 eingreift. Dabei ist der äußere Randbereich 14 derart in der nutenförmigen Ausnehmung 12 angeordnet, daß er in der in Fig.1 dargestellten Normallage der Dichtscheibe 9 die Wandbereiche 15, 16 der nutenförmigen Ausnehmung 12 nicht berührt, so daß bei einer Drehung der Schaltwelle 8 keine Reibung zwischen der Dichtscheibe 9 und den Seitenwänden 15, 16 der nutenförmigen Ausnehmung 12 erfolgt. Sobald eine Druckdifferenz zwischen den beiden Schaltkammern 3, 4 auftritt, legt sich der äußere Randbereich 14 der Dichtscheibe 9 gegen den entsprechenden Wandbereich 15 der Zwischenwand 5 und verhindert einen Druckausgleich zwischen den beiden Schaltkammern (Fig.2).
  • Die Fig.3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist die mit 18 bezeichnete Dichtscheibe in einer Ringnut 19 einer Schaltwelle 20 verschiebbar gelagert. Die Fig.1 entsprechende Normallage der Dichtscheibe 18 ist in Fig.3 wiedergegeben. Die bei einem Druckunterschied zwischen benachbarten Schaltkammern 3, 4 (Fig.1) sich ergebende Lage der Dichtscheibe 18 ist in Fig.4 dargestellt. Dabei drückt die Dichtscheibe 18 sowohl im Bereich ihres äußeren Randes 21 gegen den entsprechenden Wandbereich 15 der nutenförmigen Ausnehmung 12 der Zwischenwand 5 als auch mit ihrem der Schaltwelle 20 zugewandten inneren Randbereich 22 gegen den entsprechenden Wandbereich 23 der Ringnut 19. Um eine sichere Abdichtung im Bereich der Schaltwelle zu erhalten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Breite 24 der Ringnut 19 kleiner oder gleich der Breite 25 der nutenförmigen Ausnehmung 12 in der Zwischenwand 5 gewählt wird. Als Material für die Dichtscheibe hat sich besonders Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET) bewährt. Die Wandstärke der Dichtscheibe sollte zwischen 0,1 und 0,5 mm liegen.
  • In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die mit 26 bezeichnete Dichtscheibe und die Schaltwelle über eine Klemmverbindung miteinander verbunden sind. Hierzu setzt sich die Schaltwelle aus einzelnen Schaltwellensegmenten 27, 28 zusammen, die über eine Schraubverbindung 29 miteinander verbunden sind und zwischen denen die Dichtscheibe 26 gasdicht eingeklemmt ist.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die Befestigung der Dichtscheibe an der Schaltwelle statt durch Anvulkanisieren oder einer Klemmverbindung auch durch ein anderes Verfahren (z.B. durch eine Klebeverbindung) realisiert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leistungsschalter
    2
    Gehäuse
    3; 4
    Schaltkammern
    5
    Zwischenwand
    6; 7
    bewegliche Kontaktanordnungen
    8
    Schaltwelle
    9
    Dichtscheibe
    10
    Vulkanisationsschicht
    11
    Öffnung (Zwischenwand)
    12
    nutenförmige Ausnehmung
    14
    äußerer Randbereich (Dichtscheibe)
    15; 16
    Wandbereiche
    18
    Dichtscheibe
    19
    Ringnut
    20
    Schaltwelle
    21
    äußerer Randbereich (Dichtscheibe)
    22
    innerer Randbereich (Dichtscheibe)
    23
    Wandbereich
    24
    Breite (Ringnut)
    25
    Breite (nutenförmige Ausnehmung)
    26
    Dichtscheibe
    27; 28
    Schaltwellensegmente
    29
    Schraubverbindung

Claims (9)

  1. Mehrpoliger Leistungsschalter mit einem Gehäuse (2), in dem eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Schaltkammern (3,4) nebeneinander angeordnet ist, die jeweils durch Zwischenwände (5) aus einem elektrisch isolierenden Material voneinander getrennt sind sowie mit einer für alle Pole gemeinsamen Schaltwelle (8;20) zur Betätigung von beweglichen in den Schaltkammern (3,4) angeordneten Kontaktanordnungen (6,7), mit den Merkmalen:
    - im Bereich der jeweiligen Zwischenwand (5) zwischen zwei benachbarten Schaltkammern (3,4) ist eine Dichtscheibe (9;18;26) aus einem elastischen Material angeordnet, welche die im Bereich der Schaltwelle (8;20) vorhandene Öffnung (11) der Zwischenwand (5) abdichtet und sich bei einem Druckunterschied zwischen den Schaltkammern (3,4) dichtend gegen einen entsprechenden Wandbereich (15,16) der Zwischenwand anlegt;
    - die Dichtscheibe (9;18;26) ist an der Schaltwelle (8;20) gasdicht angeordnet.
  2. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (9) mit der Schaltwelle (8) durch Kleben, Anvulkanisieren od. dgl. gasdicht verbunden ist.
  3. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (26) und die Schaltwelle über eine Klemmverbindung miteinander verbunden sind, wobei sich die Schaltwelle aus einzelnen Schaltwellensegmenten (27,28) zusammensetzt, die über eine Schraubverbindung (29) miteinander verbunden sind und zwischen denen die Dichtscheibe (26) gasdicht angeordnet ist.
  4. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (18) in einer Ringnut (19) der Schaltwelle (20) längsverschiebbar angeordnet ist, derart, daß sie sich bei einem Druckunterschied zwischen benachbarten Schaltkammern (3,4) dichtend an einen entsprechenden Wandbereich (23) der Ringnut (19) anlegt.
  5. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Zwischenwand (5) eine nutenförmige Ausnehmung (12) aufweist, in welcher die Dichtscheibe (9;18) im Bereich ihres äußeren Randbereiches (14;21) geführt ist.
  6. Mehrpoliger Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nutenförmige Ausnehmung (12) der Zwischenwand (5) eine Breite aufweist, die größer ist als die Wandstärke der Dichtscheibe (9;18;26), so daß die in ihrer Normallage befindliche Dichtscheibe (9;18; 26) bei einer Betätigung des Leistungsschalters (1) nicht durch Reibung an den entsprechenden Wandbereichen (15, 16) der nutenförmigen Ausnehmung (12) beschädigbar ist und die Bewegung der Schaltwelle (8;20) nicht behindert.
  7. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (24) der Ringnut (19) kleiner oder gleich der Breite der nutenförmigen Ausnehmung (12) der Zwischenwand (5) ist.
  8. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Material der Dichtscheibe (9;18;26) um Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET) handelt.
  9. Mehrpoliger Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Dichtscheibe (9;18;26) 0,1 bis 0,5 mm beträgt.
EP00909285A 1999-03-08 2000-03-02 Mehrpoliger leistungsschalter Expired - Lifetime EP1076909B1 (de)

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DE1999110033 DE19910033C1 (de) 1999-03-08 1999-03-08 Mehrpoliger Leistungsschalter
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EP1076909A1 EP1076909A1 (de) 2001-02-21
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