EP2573784B1 - Leistungsschalter mit optimierter Gehäusestabilisierung durch klemmend wirkende Festschaltstücke - Google Patents
Leistungsschalter mit optimierter Gehäusestabilisierung durch klemmend wirkende Festschaltstücke Download PDFInfo
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- EP2573784B1 EP2573784B1 EP11182091.6A EP11182091A EP2573784B1 EP 2573784 B1 EP2573784 B1 EP 2573784B1 EP 11182091 A EP11182091 A EP 11182091A EP 2573784 B1 EP2573784 B1 EP 2573784B1
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Definitions
- the invention relates to a circuit breaker with a contact slide, in which on a spring stock a movable contact piece is arranged, which is arranged opposite to a fixed contact piece.
- EP-A-1073084 discloses a circuit breaker with such a contact slide.
- Circuit-breakers in particular low-voltage circuit breakers, are electromagnetic self-switches in the event of a short circuit. Their operation corresponds in principle to the operation of circuit breakers. They are usually equipped with a thermal and a magnetic release and thus have the same structural elements as circuit breakers. However, they are designed for larger rated currents, in addition, the triggers of circuit breakers, unlike the circuit breaker, sometimes separately adjustable. In the low voltage range, the switches are also used as motor protection switches.
- the task of the circuit breaker is to protect downstream systems, in particular three-phase motors against damage due to overload or short circuit.
- the circuit breaker should switch off these currents in conjunction with the network protection devices. If there is gas between the two poles, it will be ionized by the flashover with a correspondingly high voltage difference between the poles, forming a self-sustaining gas discharge, also known as an arc. This plasma not only continues to conduct power, but also reduces the life of the device, and at high currents it can even destroy the switch.
- power circuit breakers are designed in such a way that the arc produced when opening the switch contacts is extinguished quickly and without damage to the switch, thus interrupting the flow of current.
- a particular problem with circuit breakers with high switching capacity, in particular up to 100 kA at rated currents up to 80 A is that with such large short circuits, the load on the chamber walls, that is, especially on the lower part of the circuit breaker due to the large pressure development, very is high.
- the housing walls may bend outwards in such tripping operations or lead to a tear in the upper part of the circuit breaker. In the worst case, parts of the shell are broken off.
- this electrical circuit breaker is provided to glue the preassembled contact and connection parts of the trip unit in the housing or a housing part, so that the attachment of these preassembled contact and connection parts in the housing takes place without additional connection.
- housing bags are present, which are filled with adhesive material.
- adhesive pockets protrude pins of the trip unit, which are glued in the adhesive pockets.
- the permanent adhesive connection keeps the bimetallic position stable. Thermal and mechanical stresses are significantly reduced by the use of the adhesive and by bonding, while the heat and dimensional stability is ensured.
- the object of the present invention is to provide a circuit breaker, which has stable housing walls even at high switching performance and thereby offers easy installation handling.
- the horned contours on the Festschalt collaborate cling the switching chambers of the circuit breaker exactly in the range of highest pressure development.
- the inventive solution provides that the Festschalt thoroughlye are formed so that they form a clamp in the central region of the switching chamber, which holds the respective side walls of the individual phases together. It is thus formed a series circuit of three brackets. Overall, so partition walls and outer walls are mutually supported. In order to enable the stapling, there is a larger recess in the front area of the fixed contact pieces.
- the Festschalt réellee are also formed by a nose so that the best possible sealing of the switching chamber is still guaranteed.
- the Festschalt Swiss invention with horned contours is preferably U-shaped and has two parallel aligned legs and a transition region connecting the two legs together.
- the horned contours are preferably formed as two parallel webs, which are separated by a recess.
- a nose is preferably formed, which extends as an extension of a leg of Festschalt matterss into the recess, and increases the support surface for soldering the contacts below the leg of Festschalt réelles.
- the nose also serves as a seal between the upper and lower part of the circuit breaker.
- the Festschalt Swissalle invention with the horned contours are arranged on opposite sides of the contact slide and positioned parallel to the movable contact piece in the contact slide, so that the respective contacts on the movable contact piece or on Festschaltsch can meet each other in case of short circuit.
- the contact slide is integrated within the housing of the circuit breaker in a contact slide receiving device, which is designed such that between the horned contours and the nose of Festschalt thoroughlys housing walls or contours for the horned contours are provided, which form the receiving spaces for the horned contours.
- three parallel aligned chambers are preferably arranged, each receiving a contact slide with two opposite Festschalt congressen. It is thus formed a series circuit of three chambers.
- the Festschalt Swisse invention with horned contours are characterized by the fact that they reach a significant stiffening of the switching chamber of the circuit breaker without additional parts. The case bend is reduced by it.
- the contact pieces are fixed well, whereby the order of assembly does not have to be changed. Due to the projecting nose on the fixed contact piece, on the one hand an enlargement of the contact surface for the contacts is made possible, on the other hand a good seal with the upper part of the circuit breaker is ensured.
- the open cross section at the top sinks from approx. 160mm 2 to 60mm 2 .
- the wall deflection of the lower part of the circuit breaker in the middle area is limited. According to initial estimates, this limit amounts to 20 to 25% of the previous deflection. The lower part is thus bent out by this amount less than before. Thus, the risk of tearing of the upper part of the circuit breaker is reduced by pressing the lower part.
- Fig. 1 an inventive Festschalt choir 1 with horned contours 2, 3 is shown, which is preferably U-shaped with two parallel aligned legs 4, 5 and a transition region 6, which connects the two legs 4, 5 together.
- the horned contours 2, 3 are preferably formed as two parallel webs, which are separated by a recess 7.
- a nose 8 is preferably formed, which extends as an extension of the leg 4 of the Festschalt schizophrenias 1 in the recess 7 and increases the support surface for soldering the contacts 9 below the leg of each Festschalt Sharings 1.
- the nose 8 also serves as a seal between the upper and lower part of the circuit breaker.
- Fig. 2 shows an arrangement of a contact slide 10 and two arranged on the contact slide 10 Festschalt Federationen 1, which are opposite.
- a spring 11 is arranged, on which a movable contact piece 12 with contacts 13 superimposed.
- the contacts 9 of the Festschalt conductede 1 are arranged.
- the fixed contact pieces 1 according to the invention with the horned contours 2, 3 are arranged on opposite sides of the contact slide 10 and positioned parallel to the movable contact piece 12 in the contact slide 10, so that the respective contacts 9, 13 on the movable contact piece 12 and the fixed contact piece 1 in the case of short circuit each other can meet.
- Fig. 3 the arrangement of contact slide 10 and Festschalt Genevaen 1 is shown within a switchgear housing.
- the contact slide 10 is integrated within the housing of the circuit breaker in a contact slide receiving device 14 which is designed such that between the horned contours 2, 3 and the nose 8 of the Festschalt Swisss 1 housing walls or counter contours 15 are arranged for the horned contours 2, 3, which form the receiving spaces for the horned contours 2, 3.
- the counter-contours 15 are preferably L-shaped, with a shekel protruding from the housing wall of the circuit breaker and the other leg is preferably at 90 ° to the first and thus forms a recess to the housing wall for the horned contours 2.3.
- FIG. 4 an arrangement of the parallel aligned Festschalt Swisse 1 is shown within a switch housing of a circuit breaker. Within a circuit breaker three chambers are preferably arranged, each receiving a contact slide 10 with two opposite Festschalt Swissen 1.
- Fig. 5 is again shown the series circuit 16 of the stapling within a switchgear housing of a circuit breaker. The stapling is based on the fact that the horned contours 2, 3 of the fixed switching pieces 1 engage in the recesses of the mating contours 15 of the contact slide receiving device.
- the Festschalt Swisse invention with horned contours are characterized by the fact that they reach a significant stiffening of the switching chamber of the circuit breaker without additional parts. The case bend is reduced by it.
- the contact pieces are fixed well, whereby the order of assembly does not have to be changed.
- the protruding nose allows an enlargement of the contact surface for the contacts, on the other hand ensures a good seal with the upper part of the circuit breaker.
- the open cross section at the top sinks from approx. 160mm 2 to 60mm 2 .
- the wall deflection of the lower part of the circuit breaker in the middle area is limited. According to initial estimates, this limit amounts to 20 to 25% of the previous deflection.
- the lower part is thus bent out by this amount less than before. This will also reduce the risk of Tear-off of the upper part of the circuit breaker reduced by pressing the lower part.
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Description
- Leistungsschalter mit optimierter Gehäusestabilisierung durch klemmend wirkende Festschaltstücke
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem Kontaktschieber, in welchem auf einer Feder lagernd ein bewegliches Schaltstück angeordnet ist, das gegenüber liegend zu einem Festschaltstück angeordnet ist. -
EP-A-1073084 offenbart einen Leistungsschalter mit einem solchen Kontaktschieber. Leistungsschalter, insbesondere Niederspannungsleistungsschalter, sind im Kurzschlussfall elektromagnetische Selbstschalter. Ihre Arbeitsweise entspricht prinzipiell der Arbeitsweise von Leitungsschutzschaltern. Sie sind meist mit einem thermischen und einem magnetischen Auslöser ausgestattet und besitzen somit die gleichen konstruktiven Elemente wie Leitungsschutzschalter. Allerdings sind sie für größere Bemessungsströme konstruiert, außerdem sind die Auslöser von Leistungsschaltern, anders als beim Leitungsschutzschalter, teilweise separat einstellbar. Im Niederspannungsbereich werden die Schalter auch als Motorschutzschalter eingesetzt. - Die Aufgabe des Leistungsschalters besteht darin, nachgeordnete Anlagen, insbesondere Drehstrommotoren vor Schäden durch Überlast oder Kurzschluss zu schützen. Dabei soll der Leistungsschalter diese Ströme in Verbindung mit den Einrichtungen des Netzschutzes ausschalten. Befindet sich Gas zwischen den beiden Polen, wird es bei entsprechend hoher Spannungsdifferenz zwischen den Polen durch den Überschlag ionisiert, und es bildet sich eine sich selbst erhaltende Gasentladung, die auch als Lichtbogen bezeichnet wird. Dieses Plasma leitet nicht nur weiterhin Strom, sondern reduziert auch die Lebensdauer des Bauteils, bei starken Strömen kann es den Schalter sogar zerstören. Im Gegensatz zu Trennern sind Leistungsschaler so konstruiert, dass der beim Öffnen der Schaltkontakte entstehende Lichtbogen schnell und ohne Beschädigung des Schalters gelöscht und damit der Stromfluss unterbrochen wird.
- Ein besonderes Problem bei Leistungsschaltern mit hohem Schaltvermögen, insbesondere bis zu 100 kA bei Nennströmen bis zu 80 A besteht darin, dass bei solch großen Kurzschlüssen die Belastung auf die Kammerwände, das heißt, insbesondere auf das Unterteil des Leistungsschalters auf Grund der großen Druckentwicklung, sehr hoch ist. Die Gehäusewandungen können sich bei solchen Auslösevorgängen nach außen biegen oder zu einem Einriss im Oberteil des Leistungsschalters führen. Im schlimmsten Fall werden Teile des Oberteils weggebrochen.
- Dazu beschreibt die
WO 01/33595 A1 - Der Nachteil am Stand der Technik besteht darin, dass Klebeverbindungen immer einem Alterungsprozess unterworfen sind und zudem die Montage aufwändig ist, da für eine Klebeverbindung immer zwei Teile passgenau zueinander geführt werden müssen.
- Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Leistungsschalter zu schaffen, der auch bei hohen Schaltleistungen stabile Gehäusewandungen aufweist und dabei eine einfache Montagehandhabung bietet.
- Diese Aufgabe wird durch einen Leistungsschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die gehörnten Konturen am Festschaltstück klammern die Schaltkammern des Leistungsschalters genau in dem Bereich der höchsten Druckentwicklung. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die Festschaltstücke so ausgeformt sind, dass sie eine Klammer im Mittelbereich der Schaltkammer ausformen, welche die jeweiligen Seitenwände der einzelnen Phasen zusammenhält. Es wird so eine Reihenschaltung aus jeweils drei Klammern gebildet. Insgesamt stützen sich so Zwischenwände und Außenwände gegenseitig ab. Um die Klammerung zu ermöglichen, befindet sich im Vorderbereich der Festschaltstücke eine größere Ausnehmung. Die Festschaltstücke sind außerdem durch eine Nase so ausgeformt, dass eine möglichst gute Abdichtung der Schaltkammer immer noch gewährleistet ist.
- Im Kurzschlussfall wird somit die Wandausbiegung des Unterteils im Mittelbereich begrenzt. Diese Begrenzung beträgt nach ersten Abschätzungen ca. 20 bis 25% der bisherigen Ausbiegung. Das Unterteil wird somit um diesen Betrag weniger als bisher ausgebogen. Damit wird auch das Risiko des Ausreißens des Oberteils durch ein Andrücken des Unterteils vermindert.
- Das erfindungsgemäße Festschaltstück mit gehörnten Konturen ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet und weist zwei parallel zueinander ausgerichtete Schenkel auf sowie einen Übergangsbereich, der die beiden Schenkel miteinander verbindet. Im Übergangsbereich sind die gehörnten Konturen vorzugsweise als zwei parallel zueinander ausgerichtete Stege ausgebildet, die durch eine Ausnehmung voneinander getrennt sind. Innerhalb der Ausnehmung ist vorzugsweise eine Nase ausgebildet, die als Fortsatz eines Schenkels des Festschaltstücks in die Ausnehmung hinein reicht, und die Auflagefläche zum Auflöten der Kontakte unterhalb des Schenkels des Festschaltstücks vergrößert. Die Nase dient außerdem als Abdichtung zwischen Ober- und Unterteil des Leistungsschalters.
- Die erfindungsgemäßen Festschaltstücke mit den gehörnten Konturen sind auf gegenüber liegenden Seiten vom Kontaktschieber angeordnet und parallel zum beweglichen Schaltstück im Kontaktschieber positioniert, so dass die jeweiligen Kontakte am beweglichen Schaltstück beziehungsweise am Festschaltstück im Kurzschlussfall aufeinander treffen können. Der Kontaktschieber ist innerhalb des Gehäuses des Leistungsschalters in eine Kontaktschieberaufnahmevorrichtung integriert, die derart ausgebildet ist, dass zwischen den gehörnten Konturen und der Nase des Festschaltstücks Gehäusewandungen beziehungsweise Gegenkonturen für die gehörnten Konturen vorgesehen sind, die die Aufnahmeräume für die gehörnten Konturen bilden. Innerhalb eines Leistungsschalters sind vorzugsweise drei parallel zueinander ausgerichtete Kammern angeordnet, die jeweils einen Kontaktschieber mit zwei sich gegenüber liegenden Festschaltstücken aufnehmen. Es wird so eine Reihenschaltung aus jeweils drei Kammern gebildet.
- Die erfindungsgemäßen Festschaltstücke mit gehörnten Konturen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne Zusatzteile eine deutliche Versteifung der Schaltkammer des Leistungsschalters erreichen. Die Gehäusebiegung wird durch sie verringert. Die Schaltstücke werden gut fixiert, wobei die Montagereihenfolge nicht verändert werden muss. Durch die vorstehende Nase am Festschaltstück wird zum Einen eine Vergrößerung der Auflagefläche für die Kontakte ermöglicht, zum Anderen eine gute Abdichtung zum oberen Teil des Leistungsschalters gewährleistet. Der offene Querschnitt nach oben hin sinkt von ca. 160mm2 auf 60mm2. Im Kurzschlussfall wird die Wandausbiegung des Unterteils des Leistungsschalters im Mittelbereich begrenzt. Diese Begrenzung beträgt nach ersten Abschätzungen 20 bis 25% der bisherigen Ausbiegung. Das Unterteil wird somit um diesen Betrag weniger als bisher ausgebogen. Damit wird auch das Risiko des Ausreißens des Oberteils des Leistungsschalters durch ein Andrücken des Unterteils vermindert.
- Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.
- Dabei zeigen schematisch:
-
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Teil eines erfindungsgemäßen Festschaltstücks mit gehörnten Konturen und Nase; -
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Anordnung aus zwei Festschaltstücken mit gehörnten Konturen und Nasen und einem Kontaktschieber mit beweglichem Schaltstück; -
Fig. 3 in einer Draufsicht eine Anordnung aus Kontaktschieber und zwei Festschaltstücken innerhalb eines Schaltgehäuses; -
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung die Festschaltstücke mit gehörnten Konturen integriert in ein Schaltgehäuse mit Gegenkonturen für die gehörnten Konturen; -
Fig. 5 in einer Draufsicht die Anordnung nachFig. 4 mit hervorgehobener Reihenschaltung der Klammerung. - In
Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Festschaltstück 1 mit gehörnten Konturen 2, 3 dargestellt, das vorzugsweise U-förmig ausgebildet ist mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Schenkeln 4, 5 sowie einem Übergangsbereich 6, der die beiden Schenkel 4, 5 miteinander verbindet. Im Übergangsbereich 6 sind die gehörnten Konturen 2, 3 vorzugsweise als zwei parallel zueinander ausgerichtete Stege ausgebildet, die durch eine Ausnehmung 7 voneinander getrennt sind. Innerhalb der Ausnehmung 7 ist vorzugsweise eine Nase 8 ausgebildet, die als Fortsatz des Schenkels 4 des Festschaltstücks 1 in die Ausnehmung 7 hineinreicht und die Auflagefläche zum Auflöten der Kontakte 9 unterhalb des Schenkels jedes Festschaltstücks 1 vergrößert. Die Nase 8 dient außerdem als Abdichtung zwischen Ober- und Unterteil des Leistungsschalters. -
Fig. 2 zeigt eine Anordnung aus einem Kontaktschieber 10 und zwei am Kontaktschieber 10 angeordneten Festschaltstücken 1, die sich gegenüber liegen. Im Kontaktschieber 10 ist eine Feder 11 angeordnet, auf welcher ein bewegliches Schaltstück 12 mit Kontakten 13 lagert. Gegenüber liegend zu den Kontakten 13 des beweglichen Schaltstücks 12 sind die Kontakte 9 der Festschaltstücke 1 angeordnet. Die erfindungsgemäßen Festschaltstücke 1 mit den gehörnten Konturen 2, 3 sind auf gegenüber liegenden Seiten vom Kontaktschieber 10 angeordnet und parallel zum beweglichen Schaltstück 12 im Kontaktschieber 10 positioniert, so dass die jeweiligen Kontakte 9, 13 am beweglichen Schaltstück 12 beziehungsweise am Festschaltstück 1 im Kurzschlussfall aufeinander treffen können. - In
Fig. 3 ist die Anordnung aus Kontaktschieber 10 und Festschaltstücken 1 innerhalb eines Schaltgerätegehäuses dargestellt. Dabei ist der Kontaktschieber 10 innerhalb des Gehäuses des Leistungsschalters in eine Kontaktschieberaufnahmevorrichtung 14 integriert, die derart ausgebildet ist, dass zwischen den gehörnten Konturen 2, 3 und der Nase 8 des Festschaltstücks 1 Gehäusewandungen beziehungsweise Gegenkonturen 15 für die gehörnten Konturen 2, 3 angeordnet sind, die die Aufnahmeräume für die gehörnten Konturen 2, 3 bilden. Die Gegenkonturen 15 sind vorzugsweise L-förmig ausgebildet, wobei ein Schekel aus der Gehäusewandung des Leistungsschalters herausragt und der andere Schenkel im vorzugsweise 90° Winkel zum ersten steht und so eine Ausnehmung zur Gehäusewandung für die gehörnten Konturen 2,3 bildet. - In
Fig. 4 ist eine Anordnung der parallel zueinander ausgerichteten Festschaltstücke 1 innerhalb eines Schaltgehäuses eines Leistungsschalters dargestellt. Innerhalb eines Leistungsschalters sind vorzugsweise drei Kammern angeordnet, die jeweils einen Kontaktschieber 10 mit zwei sich gegenüber liegenden Festschaltstücken 1 aufnehmen. InFig. 5 ist noch mal die Reihenschaltung 16 der Klammerung innerhalb eines Schaltgerätegehäuses eines Leistungsschalters dargestellt. Die Klammerung beruht darauf, dass die gehörnten Konturen 2, 3 der Festschaltstücke 1 in die Ausnehmungen der Gegenkonturen 15 der Kontaktschieberaufnahmevorrichtung greifen. - Die erfindungsgemäßen Festschaltstücke mit gehörnten Konturen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne Zusatzteile eine deutliche Versteifung der Schaltkammer des Leistungsschalters erreichen. Die Gehäusebiegung wird durch sie verringert. Die Schaltstücke werden gut fixiert, wobei die Montagereihenfolge nicht verändert werden muss. Durch die vorstehende Nase wird zum Einen eine Vergrößerung der Auflagefläche für die Kontakte ermöglicht, zum Anderen eine gute Abdichtung zum oberen Teil des Leistungsschalters gewährleistet. Der offene Querschnitt nach oben hin sinkt von ca. 160mm2 auf 60mm2. Im Kurzschlussfall wird die Wandausbiegung des Unterteils des Leistungsschalters im Mittelbereich begrenzt. Diese Begrenzung beträgt nach ersten Abschätzungen 20 bis 25% der bisherigen Ausbiegung. Das Unterteil wird somit um diesen Betrag weniger als bisher ausgebogen. Damit wird auch das Risiko des Ausreißens des Oberteils des Leistungsschalters durch ein Andrücken des Unterteils vermindert.
Claims (3)
- Leistungsschalter mit einem Kontaktschieber (10), in weilchem auf einer Feder (11) lagernd ein bewegliches Schaltstück (12) angeordnet ist, das gegenüber liegend zu einem Testschaltstück (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Festschaltstücke (1) eine gehörnte Kontur (2,3) aufweist, die in Gegenkonturen (15) der Schaltkammerwände des Leistungsschalters eingreift, wobei das Festschaltstück (1) U-förmig ausgebildet ist mit zwei Schenkeln (4,5) und einem Übergangsbereich (6), wobei der Übergangsbereich (6) die gehörnte Kontur (2,3) ausbildet, und wobei die gehörnte Kontur (2,3) als zwei parallel zueinander ausgerichtete Stege ausgebildet ist, die durch eine Ausnehmung (7) voneinander beabstandet sind.
- Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ausnehmung (7) eine Nase (8) ausgebildet ist, die als Fortsatz des Schenkels (4) in die Ausnehmung (7) hineinreicht und die Auflagefläche zum Auflöten der Kontakte (9) vergrößert.
- Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die gehörnten Konturen (2,3) der Festschaltstücke (1) der Stromfluss ausgebildet ist.
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