WO2016193039A1 - Mehrpoliges schaltgerät in leistenbauform mit verbesserter abschaltung - Google Patents

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WO2016193039A1
WO2016193039A1 PCT/EP2016/061601 EP2016061601W WO2016193039A1 WO 2016193039 A1 WO2016193039 A1 WO 2016193039A1 EP 2016061601 W EP2016061601 W EP 2016061601W WO 2016193039 A1 WO2016193039 A1 WO 2016193039A1
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switching device
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housing
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PCT/EP2016/061601
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Peter Terhoeven
Volker Heins
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Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
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    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H02B1/21—Bus-bar arrangements for rack-mounted devices with withdrawable units

Definitions

  • the invention relates to a switching device in strip form, comprising a housing, a switching mechanism, a plurality of rotatably mounted in the housing switching shafts, which are provided for the actuation of a plurality of switching contacts and are interconnected with an eccentrically mounted push rod, and a mechanical
  • a switching device in bar design of the type mentioned above is known in principle.
  • DE 198 52 713 Cl discloses a circuit breaker with switching contacts, quenching plates, a switching mechanism, an operating lever, an overcurrent and / or short-circuit release and plug contacts for connecting electrical lines.
  • the circuit breaker is designed with three poles and has three switching shafts, which are connected to each other with a push rod and are coupled to a switch lock.
  • the dimensions of the strip design are defined, for example, by the manufacturer specified rated current-dependent grid systems.
  • Switching shafts are coupled by means of a connecting rod.
  • a disadvantage of this design that the stressed on thrust and bending connecting rod is relatively thin and deforms greatly under high load. Therefore, it comes to a unwanted relative rotation between the individual switching shafts and too different and undefined switching forces on the switching contacts.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved switching device.
  • the moving masses and the bearing friction are to be reduced in a multi-pole switching device in bar design.
  • a switching device of the type mentioned in which at least one of the switching shafts has a plurality of switching arrangements.
  • the axes of the switching shafts are oriented perpendicular to a longitudinal axis or parallel to a width direction of the housing, and in particular the switching device is multi-pole, in particular four-pole.
  • the push rod between the switching shafts has a lower inertia than in known arrangements, in which more than two
  • Switching devices are arranged one behind the other in the housing.
  • fewer bearings for the movement mechanism are required, which on the one hand simplifies the assembly of the switching device, but in particular also emanating from the bearings frictional force is reduced. Because of the lower moving masses and the reduced frictional force of the switching mechanism is clear
  • Strip module to be integrated.
  • the push rod is arranged with respect to its longitudinal direction transversely to the axes of rotation of the selector shaft (in particular at right angles thereto), that is to say that the longitudinal direction of the push rod and the axis of rotation of a selector shaft are transverse to one another
  • the push rod is articulated or rotatably connected to a switching shaft, for example via a pivot pin or a ball head
  • a push rod can transmit only tensile or compressive forces due to the articulated bearing substantially, but no or very little bending forces, for example, by friction forces in the pivot bearings the push rod can be caused. Therefore, the push rod deforms only minimally under high load, so it is not worth mentioning
  • a switching arrangement has a contact arm with at least one contact arranged thereon. As a result, the switching contacts in the OFF state of the switching device are relatively far apart.
  • Switch lock and the selector shaft is formed by a push rod.
  • a switching state of the switching device influencing movement in the switch lock can be easily transmitted to the switching shaft and in consequence to the switching contacts.
  • a push rod In addition to a push rod but are also other ways to couple the
  • Switch lock with the switching shaft conceivable.
  • gears could be provided for it.
  • an actuating element arranged on the switching mechanism for the manual opening and closing of the switching contacts is formed by a rotatably mounted lever whose axis of rotation is aligned parallel to the axis of the switching shaft.
  • the switching device can be switched on and off manually, or a switching state at the position of the lever can be read.
  • the Actuation direction is aligned in the longitudinal direction of the housing.
  • the actuating element is formed by a rotatably mounted lever whose axis of rotation is aligned to a depth direction of the housing.
  • the switching device has four arranged on the switching shafts contact arms, which are assigned four switching poles.
  • each arranged on the switching shaft contact each associated with a pole.
  • the current conductors assigned to the poles and routed to the outside of the housing can be provided, for example, for the phases LI, L2 and L3 as well as a neutral conductor N.
  • the switching device has four arranged on the switching shafts contact arms, which are associated with two switching poles.
  • a pole is associated with a plurality of arranged on the shift shaft contact arms. In this way, the rated current per pole can be increased.
  • the switching device has a built-in switch lock or directly coupled with this overcurrent release. This will be the
  • Switch contacts in case of overload for example in the event of a short circuit, automatically disconnected.
  • this can be done by per se known technologies, such as with a bimetallic trigger, an electrodynamic trigger or a Combination of the same.
  • the switching device forms in this embodiment, not only a load-break switch, but a circuit breaker.
  • the switching device has a built-in switch lock or directly coupled with this remote release.
  • the switching state can be influenced remotely, for example with a voltage pulse transmitted via a wire line.
  • the switching device can thus be switched off remotely.
  • other technologies for remote control of the switching device can be used, such as radio.
  • the switching device has an auxiliary contact integrated in the switching mechanism or directly coupled thereto.
  • the switching state can be queried remotely. For example, this is transmitted via a wireline.
  • the auxiliary contact is formed by a switching contact (galvanically isolated from the switching poles), whose switching state is changed synchronously with the switching state of the main contacts, but in principle the use of other technologies, such as radio, for the auxiliary contact or remote interrogation imaginable.
  • the remote release and / or the auxiliary contact to the switch lock are understood, which does not take place via the detour of the shift shaft.
  • the switching contacts can assume several different states or positions. In an ON position, the switch contacts are closed, and in an OFF position, the contacts are disconnected by manually operating the circuit breaker. In a TRIPLE position, the switch contacts are also disconnected, but this is not done manually but automatically due to an overcurrent.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section in a schematic representation of a first example of a switching device in bar form with horizontally aligned contact arms.
  • FIG. 2 shows the switching device from FIG. 1 in plan view
  • FIG. 3 as shown in Figure 1, but with vertically aligned contact arms.
  • FIG. 4 shows the switching device from FIG. 3 in plan view
  • FIG. 5 as shown in FIG. 1, but with an additional remote trigger and a
  • Fig. 6 shows the switching device of Fig. 5 in plan view.
  • Figures 1 to 2 show a first, schematically illustrated example of a
  • Fig. 1 shows the switching device la while in
  • FIGS. 1 to 2 Longitudinal section and Fig. 2 in plan view, with selected parts are shown in the interior of the switching device la visible.
  • the switching device la can thus be regarded as partially transparent.
  • an xyz coordinate system is shown in FIGS. 1 to 2 (and also in the other figures).
  • the switching device la comprises a housing 2, a switching mechanism 3, a plurality of rotatably mounted in the housing 2 switching shafts 4, which for the actuation of a plurality of switching contacts. 5 are provided and interconnected with an eccentrically mounted push rod 6, and a mechanical connection between the switching mechanism 3 and one of the switching shafts 4 and the push rod 6.
  • the switching device la has exactly two switching shafts 4, each with two switching assemblies 7. In this case, two switching arrangements 7 are arranged below the switching mechanism and two left thereof. It would also be conceivable that two switching arrangements 7 left and two
  • Switching arrangements 7 are arranged to the right of the switching mechanism 3. It would also be conceivable that more than two switching arrangements 7 are provided per switching shaft 4.
  • the axes A of the switching shafts 4 are perpendicular to a longitudinal axis x
  • the mechanical connection between the switching mechanism 3 and the selector shaft 4 is formed by a further push rod 8 in the example shown concretely.
  • Push rod 8 can be directly connected to one of the switching shafts 4, or with the push rod. 6
  • the push rods 6 and 8 are also arranged transversely to (in this case even at right angles to) the axes of rotation A of the selector shafts 4 and pivotably connected to them
  • the use of ball heads for the articulated connection between the push rod 6, 8 and the selector shafts 4 would also be conceivable, for example.
  • the push rods 6, 8 can transmit only tensile or compressive forces due to the articulated bearing substantially, but no or very little bending forces.
  • the latter can, for example, by frictional forces in the pivot bearings of
  • Push rods 6, 8 are caused.
  • the push rods 6, 8 therefore deform only minimally under high load, so it is not worth mentioning
  • push rods 6 and 8 are advantageous, but not mandatory. Conceivable would be other possibilities.
  • the switching shafts 4 be connected with each other or with the switching mechanism 3 via gears.
  • the switching device 1a shown in FIGS. 1 to 2 is multi-pole, specifically four-pole in this case.
  • four switching assemblies 7 are shown to sit on the switching shafts 4 respectively coupled with this and the terminals 9 and 10 electrically connect depending on the switching position or not.
  • a switching arrangement 7 is assigned to a pole.
  • the three phases LI, L2 and L3 and the neutral conductor N are shown.
  • the switching device la but can also be used in another voltage system.
  • the number of switching arrangements 7 and poles is purely exemplary.
  • the switching device la also less or more
  • the switching device 1 a has an actuating element arranged on the switching mechanism 3 for the manual opening and closing of the switching contacts 5.
  • this actuator is formed by a rotatably mounted lever 11, whose axis of rotation parallel to a
  • Width direction y of the housing 2 is aligned.
  • Actuating element for example, be formed by a rotatably mounted lever 11 ', whose axis of rotation is aligned to a depth direction z of the housing 2, as shown in Fig. 1 with a dotted line.
  • the switching device 1 can be manually switched on or off.
  • the switching device la and the contacts 5 of the switching assemblies 7 are in the ON position. If the lever 10 is actuated, causing a not-shown, but known per se mechanism in the switch latch 3, a movement of the push rod 8 and consequently rotation of the shift shafts 4. This will be accompanied by the seated on the selector shafts 4 contact arms 12 and on it fixed contacts 5 moves. When switching off the switching shafts 4 are rotated clockwise, so that the seated on the contact arms 12 contacts 5 stand out from the fixed contacts and separate the lying between the terminals 9 and 10 current path. A resulting arc is in one
  • Extinguishing chamber 13 deleted.
  • the contact arm 12 arranged on the switching shafts 4 are aligned in an ON position of the associated switching contacts 5 substantially parallel to a longitudinal direction x of the housing 2.
  • this arrangement is particularly low, whereby they can be relatively easily housed in a housing 2 in Leistenbauform.
  • contact arms 12 are aligned in an ON position of the associated switching contacts 5 substantially parallel to a depth direction z of the housing 2, as in the example shown in FIGS. 3 and 4 Case is.
  • the switching shafts 4 contact arms 12 are aligned in an ON position of the associated switching contacts 5 substantially parallel to a depth direction z of the housing 2, as in the example shown in FIGS. 3 and 4 Case is.
  • Switching arrangements 7, comprising the contacts 5, the contact arms 12 and the
  • Switching device lb equivalent to the function of the switching device la shown in Figures 1 and 2.
  • a total of four contact arms 12 arranged on the switching shafts 4 are provided, each of which has two
  • a respective contact arm 12 of a switching arrangement 7 is assigned to one pole (eg LI, L2, L3, N) This is advantageous, but not mandatory for the invention It would also be conceivable, for example, for only one switching contact 5 on a contact arm 12 is arranged, a plurality of arranged on the contact arm 12
  • Switching contacts 5 are assigned a plurality of poles or that a pole is assigned to a plurality of arranged on the switching shafts 4 contact arms 11 respectively switching arrangements 7. Quite generally, the electrical conductors assigned to the poles are guided to the outside of the housing 2 and form the connections 9 and 10 there.
  • FIGS. 5 and 6 show a further variant of a switching device 1c, which is very similar to the switching device 1a of FIGS. 1 and 2.
  • the switching device lc in addition to the already existing in the switching devices la and lb optional overcurrent release 14, an optional remote release 15 and an optional auxiliary contact 16 on.
  • the switching device lc in addition to the already existing in the switching devices la and lb optional overcurrent release 14, an optional remote release 15 and an optional auxiliary contact 16 on.
  • Overcurrent release 14 in case of overload, for example in case of short circuit, for an automatic separation of the contacts 5.
  • a bimetallic release, an electromagnetic release or a combination thereof as
  • Overcurrent release 14 may be provided.
  • the switching device la..lc forms not only a load-break switch, but a circuit breaker.
  • the switching device lc can be triggered, for example, with a voltage pulse in a conventional manner from a distance, that is, turned off.
  • the auxiliary contact 16 can in turn serve to interrogate the switching state of the switching device 1 from a distance
  • the overcurrent release 14 and / or the remote release 15 and / or the auxiliary contact 16 are integrated in the switch lock 3 or directly coupled with it.
  • these assemblies are not connected via the detour of a switching shaft 4 functionally connected to the switching mechanism 3.
  • already existing switching locks 3 which have an overcurrent release 14 and / or a remote release 15 and / or an auxiliary contact 16 or are provided for their installation, are used for the switching device lc in bar design.
  • the overcurrent release 14, the remote release 15 and the auxiliary contact 16 can be connected individually or in any combination with the switching mechanism 3 or integrated in this.
  • the auxiliary contact 16 is not integrated in the switching mechanism 3 and is also not connected directly to it, but is actuated via one of the contact arms 12 or one of the switching shafts 4.
  • the overcurrent release 14, the remote release 15 and the auxiliary contact 16 may also be provided in the switching device lb of Figures 3 and 4.
  • a modular design can generally be easily realized in which, depending on the application, any number of switching assemblies 7 can be arranged on the switching shaft 4.
  • any number of switching assemblies 7 can be arranged on the switching shaft 4.
  • the switching device la..lc or its components are not necessarily shown to scale, which therefore may also have other proportions.
  • a switching device la..lc may also comprise more or fewer components than shown. Location information (eg "top”, “bottom”, “left”, “right”, etc.] are based on the respective figure described and are in a position change of the switching device la..lc mutatis mutandis to adapt to the new situation.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

Es wird ein Schaltgerät (1) in Leistenbauform angegeben, das ein Gehäuse (2) umfasst, ein Schaltschloss (3} und mehrere im Gehäuse (2) drehbar gelagerte Schaltwellen (4), welche für die Betätigung mehrerer Schaltkontakte (5) vorgesehen sind und untereinander mit wenigstens einer exzentrisch gelagerten Schubstange (6) verbunden sind. Zudem weist das Schaltgerät (1a..1c) eine mechanische Verbindung (8) zwischen dem Schaltschloss (3) und einer der Schaltwellen (4) beziehungsweise der Schubstange (6) auf. Zumindest eine der Schaltwellen (4) umfasst mehrere Schaltanordnungen (7).

Description

Mehrpoliges Schaltgerät in Leistenbauform mit verbesserter Abschaltung
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät in Leistenbauform, das ein Gehäuse umfasst, ein Schaltschloss, mehrere im Gehäuse drehbar gelagerte Schaltwellen, welche für die Betätigung mehrerer Schaltkontakte vorgesehen sind und untereinander mit einer exzentrisch gelagerten Schubstange verbunden sind, sowie eine mechanische
Verbindung zwischen dem Schaltschloss und einer der Schaltwellen beziehungsweise der Schubstange.
STAND DER TECHNIK
Ein Schaltgerät in Leistenbauform der oben genannten Art ist prinzipiell bekannt.
Beispielsweise offenbart die DE 198 52 713 Cl dazu einen Leistungsschalter mit Schaltkontakten, Löschblechen, einem Schaltschloss, einem Bedienungshebel, einem Überstrom- und/oder Kurzschlussauslöser sowie Steckkontakten zum Anschluss elektrischer Leitungen. Der Leistungsschalter ist dreipolig ausgeführt und weist drei Schaltwellen auf, die untereinander mit einer Schubstange verbunden sind und mit einem Schaltschloss gekoppelt sind. Die Abmessungen der Leistenbauform sind beispielsweise durch Herstellerseitig festgelegte Nennstromabhängige Rastersysteme festgelegt.
Nachteilig ist an dieser Anordnung, dass der Schaltmechanismus wegen der bei einem Schaltvorgang zu bewegenden Massen und wegen der vergleichsweise hohen
Lagerreibung relativ träge ist. Nachteilig ist auch, dass gemäß der DE 198 52 713 Cl nicht mehr als drei Pole im begrenzten Bauraum einer Rasterteilung des festgelegten Rasters untergebracht werden können. Nach dem Stand der Technik wird zur
Verwirklichung eines vierpoligen Gerätes daher ein weiteres Leistenmodul benötigt.
Aus der US 6,369,340 Bl ist auch eine Anordnung bekannt, bei der mehrere
Schaltwellen mit Hilfe einer Verbindungsstange gekoppelt werden. Nachteilig ist an dieser Bauform, dass die auf Schub und Biegung beanspruchte Verbindungsstange relativ dünn ist und sich unter hoher Belastung stark verformt. Daher kommt es zu einer unerwünschten Relativdrehung zwischen den einzelnen Schaltwellen und zu stark unterschiedlichen und Undefinierten Schaltkräften an den Schaltkontakten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Schaltgerät anzugeben.
Insbesondere sollen die bewegten Massen und die Lagerreibung bei einem mehrpoligem Schaltgerät in Leistenbauform verringert werden.
Diese Aufgabe wird mit einem Schaltgerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem zumindest eine der Schaltwellen mehrere Schaltanordnungen aufweist. Insbesondere sind genau zwei Schaltwellen mit jeweils mehreren (insbesondere mit jeweils genau zwei] Schaltanordnungen vorgesehen. Im Speziellen sind die Achsen der Schaltwellen rechtwinkelig zu einer Längsachse beziehungsweise parallel zu einer Breitenrichtung des Gehäuses ausgerichtet und insbesondere ist das Schaltgerät mehrpolig ausgebildet, im Speziellen vierpolig.
Durch die besondere Anordnung hat die Schubstange zwischen den Schaltwellen eine geringere Trägheit als bei bekannten Anordnungen, bei denen mehr als zwei
Schaltanordnungen hintereinander im Gehäuse angeordnet sind. Zudem sind auch weniger Lagerstellen für den Bewegungsmechanismus erforderlich, wodurch sich einerseits der Zusammenbau des Schaltgeräts vereinfacht, im Speziellen aber auch eine von den Lagern ausgehende Reibkraft reduziert wird. Wegen der geringeren bewegten Massen und der reduzierten Reibkraft ist der Schaltmechanismus deutlich
leichtgängiger als bei der bekannten Anordnung nach der DE 198 52 713 Cl. Im Speziellen gilt dies für ein Schaltgerät, bei genau zwei Schaltwellen mit jeweils genau zwei Schaltanordnungen vorgesehen sind. Dabei ergibt sich eine besonders gute Abstimmung zwischen Massenträgheit, Lagerreibung und erreichter Polzahl. Durch die besondere Anordnung der Schaltwellen kann generell auch eine Modulbauweise leicht verwirklicht werden, bei der auf der Schaltwelle je nach Anwendungsfall eine beliebige Anzahl an Schaltanordnungen angeordnet sein kann. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung besteht darin, dass nunmehr im Speziellen vier Pole im begrenzten Bauraum einer Rasterteilung des festgelegten Leistenbauform-Rasters untergebracht werden können. Die vier Pole können nun in einem einzigen
Leistenmodul integriert werden. Die Schubstange ist hinsichtlich ihrer Längsrichtung quer zu den Drehachsen der Schaltwelle angeordnet (insbesondere rechtwinkelig dazu}. Das heißt, die Längsrichtung der Schubstange und die Drehachse einer Schaltwelle sind zueinander quer
ausgerichtet, insbesondere rechtwinkelig aufeinander. Zudem ist die Schubstange gelenkig beziehungsweise drehbar mit einer Schaltwelle verbunden, beispielsweise über einen Drehbolzen oder einen Kugelkopf Eine Schubstange kann wegen der gelenkigen Lagerung im Wesentlichen nur Zug- oder Druckkräfte übertragen, jedoch keine oder nur sehr geringe Biegekräfte, welche beispielsweise durch Reibkräfte in den Drehlagern der Schubstange hervorgerufen werden können. Die Schubstange verformt sich daher auch unter hoher Belastung nur minimal, sodass es zu keinen nennenswerten
Relativdrehungen zwischen den Schaltwellen kommt. Die Kontaktkräfte an den einzelnen Schaltkontakten sind daher im Wesentlichen gleich groß und gut
vorherbestimmbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
Günstig ist es, wenn eine Schaltanordnung einen Kontaktarm mit zumindest einem darauf angeordneten Kontakt aufweist. Dadurch sind die Schaltkontakte im AUS- Zustand des Schaltgeräts relativ weit voneinander beabstandet.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die mechanische Verbindung zwischen dem
Schaltschloss und der Schaltwelle durch eine Schubstange gebildet ist. Dadurch kann eine den Schaltzustand des Schaltgeräts beeinflussende Bewegung im Schaltschloss leicht auf die Schaltwelle und in Folge auf die Schaltkontakte übertragen werden. Neben einer Schubstange sind aber auch andere Möglichkeiten zur Kopplung des
Schaltschlosses mit der Schaltwelle denkbar. Beispielsweise könnten dafür Zahnräder vorgesehen werden.
Günstig ist es auch, wenn ein auf dem Schaltschloss angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte durch einen drehbar gelagerten Hebel gebildet ist, dessen Drehachse parallel zur Achse der Schaltwelle ausgerichtet ist. Dadurch kann das Schaltgerät manuell ein- und ausgeschaltet werden, beziehungsweise ist auch ein Schaltzustand an der Stellung des Hebels ablesbar. Die Betätigungsrichtung ist dabei in Längsrichtung des Gehäuses ausgerichtet. In einer weiteren günstigen alternativen Ausführungsform ist das Betätigungselement durch einen drehbar gelagerten Hebel gebildet, dessen Drehachse zu einer Tiefenrichtung des Gehäuses ausgerichtet ist. Dadurch können relative große Hebel vorgesehen sein, die leicht betätigbar sind.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn auf den Schaltwellen angeordnete Kontaktarme in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet sind. Dadurch braucht die Schaltanordnung nur wenig Bauraum in der Tiefe des Schaltgeräts.
Besonders vorteilhaft ist es aber auch, wenn auf den Schaltwellen angeordnete
Kontaktarme in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte im Wesentlichen rechtwinkelig zur Längsachse respektive parallel zu einer Tiefenrichtung des Gehäuses ausgerichtet sind. Dadurch kann der Bauraum in Längsrichtung des Gehäuses besonders gut ausgenützt werden.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn das Schaltgerät vier auf den Schaltwellen angeordnete Kontaktarme aufweist, die vier Schaltpolen zugeordnet sind. Im Speziellen ist je ein auf der Schaltwelle angeordneter Kontaktarm je einem Pol zugeordnet.
Dadurch kann eine gute Sicherheit gegen elektrischen Überschlag zwischen den Polen erreicht werden. Die den Polen zugeordneten und an die Außenseite des Gehäuses geführten Stromleiter können beispielsweise für die Phasen LI, L2 und L3 sowie einem Nullleiter N vorgesehen sein.
Günstig ist es auch, wenn das Schaltgerät vier auf den Schaltwellen angeordnete Kontaktarme aufweist, die zwei Schaltpolen zugeordnet sind. Insbesondere ist ein Pol mehreren auf der Schaltwelle angeordneten Kontaktarmen zugeordnet. Auf diese Weise kann der Nennstrom je Pol vergrößert werden.
Günstig ist es zudem, wenn das Schaltgerät einen im Schaltschloss integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten Überstromauslöser aufweist. Dadurch werden die
Schaltkontakte bei Überbelastung, beispielsweise im Kurzschlussfall, automatisch getrennt. Beispielsweise kann dies durch an sich bekannte Technologien, wie zum Beispiel mit einem Bimetall-Auslöser, einem elektrodynamischen Auslöser oder einer Kombination derselben erfolgen. Wegen des Überstromauslösers bildet das Schaltgerät bei dieser Ausführungsvariante nicht nur einen Lasttrennschalter, sondern einen Leistungsschalter aus.
Günstig ist es weiterhin, wenn das Schaltgerät einen im Schaltschloss integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten Fernauslöser aufweist. Dadurch kann der Schaltzustand aus der Ferne beeinflusst werden, beispielsweise mit einem per Drahtleitung übermittelten Spannungsimpuls. Insbesondere kann das Schaltgerät damit aus der Ferne ausgeschaltet werden. Grundsätzlich können aber auch andere Technologien zur Fernsteuerung des Schaltgeräts eingesetzt werden, beispielsweise Funk.
Günstig ist es schließlich auch, wenn das Schaltgerät einen im Schaltschloss integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten Hilfskontakt aufweist. Auf diese Weise kann der Schaltzustand aus der Ferne abgefragt werden. Beispielsweise wird dieser über eine Drahtleitung übermittelt. In einem sehr einfachen Fall wird der Hilfskontakt durch einen (von den Schaltpolen galvanisch getrennten] Schaltkontakt gebildet, dessen Schaltzustand synchron mit dem Schaltzustand der Hauptkontakte verändert wird. Grundsätzlich ist aber auch für den Hilfskontakt beziehungsweise die Fernabfrage der Einsatz anderer Technologien, wie zum Beispiel Funk, vorstellbar.
Unter einer "Integration" kann im obigen Zusammenhang insbesondere eine
Verdichtung der verschiedenen Funktionen in einer in sich abgeschlossenen Baugruppe verstanden werden. Insbesondere kann ein solcherart aufgebautes Schaltschloss auf einfache Weise in ein Gehäuse des Schaltgeräts eingesetzt werden und weist als Schnittstelle im Wesentlichen nur die Kopplung mit der Schaltwelle auf. Vorteilhaft können auch bestehende Schaltschlösser mit den erwähnten Zusatzfunktionen oder Schnittstellen dafür in dem neuen Schaltgerät weiterverwendet werden.
Unter einer "direkten Kopplung" kann insbesondere eine Anbindung des
Überstromauslösers des Fernauslösers und/oder des Hilfskontakts an das Schaltschloss verstanden werden, welche nicht über den Umweg der Schaltwelle erfolgt. Das heißt, dass beispielsweise ein Hilfskontakt nicht über die Schaltwelle betätigt wird, sondern direkt vom Schaltschloss aus, wenngleich der Hilfskontakt auch nicht zwangsläufig im Schaltschloss integriert ist, sondern baulich abgesetzt sein kann. Generell können die Schaltkontakte mehrere verschiedene Zustände beziehungsweise Stellungen einnehmen. In einer EIN-Stellung sind die Schaltkontakte geschlossen, und in einer AUS-Stellung sind die Kontakte durch manuelles Betätigen des Schutzschalters voneinander getrennt. In einer AUSGELÖST- Stellung sind die Schaltkontakte ebenfalls voneinander getrennt, allerdings erfolgt dies nicht manuell, sondern automatisch aufgrund eines Überstroms.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
Fig. 1 einen Längsschnitt in schematischer Darstellung eines ersten Beispiels für ein Schaltgerät in Leistenbauform mit horizontal ausgerichteten Kontaktarmen;
Fig. 2 das Schaltgerät aus Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch mit vertikal ausgerichteten Kontaktarmen;
Fig. 4 das Schaltgerät aus Fig. 3 in Draufsicht;
Fig. 5 wie Fig. 1, jedoch mit einem zusätzlichen Fernauslöser und einem
zusätzlichen Hilfskontakt und
Fig. 6 das Schaltgerät aus Fig. 5 in Draufsicht.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Figuren 1 bis 2 zeigen ein erstes, schematisch dargestelltes Beispiel eines
Schaltgeräts la in Leistenbauform. Die Fig. 1 zeigt das Schaltgerät la dabei im
Längsschnitt und die Fig. 2 in Draufsicht, wobei ausgewählte Teile im Inneren des Schaltgeräts la sichtbar dargestellt sind. Das Schaltgerät la kann somit als teilweise durchsichtig aufgefasst werden. Zur besseren Orientierung ist in den Figuren 1 bis 2 (und auch in den weiteren Figuren] ein xyz-Koordinatensystem eingezeichnet.
Das Schaltgerät la umfasst ein Gehäuse 2, ein Schaltschloss 3, mehrere im Gehäuse 2 drehbar gelagerte Schaltwellen 4, welche für die Betätigung mehrerer Schaltkontakte 5 vorgesehen sind und untereinander mit einer exzentrisch gelagerten Schubstange 6 verbunden sind, und eine mechanische Verbindung zwischen dem Schaltschloss 3 und einer der Schaltwellen 4 beziehungsweise der Schubstange 6. Das Schaltgerät la weist genau zwei Schaltwellen 4 mit jeweils zwei Schaltanordnungen 7 auf. Dabei sind zwei Schaltanordnungen 7 unterhalb des Schaltschlosses angeordnet und zwei links davon. Denkbar wäre aber auch, dass zwei Schaltanordnungen 7 links und zwei
Schaltanordnungen 7 rechts vom Schaltschloss 3 angeordnet sind. Denkbar wäre auch, dass je Schaltwelle 4 mehr als zwei Schaltanordnungen 7 vorgesehen sind.
Die Achsen A der Schaltwellen 4 sind rechtwinkelig zu einer Längsachse x
beziehungsweise parallel zu einer Breitenrichtung y des Gehäuses 2 ausgerichtet. Die mechanische Verbindung zwischen dem Schaltschloss 3 und der Schaltwelle 4 ist in dem konkret dargestellten Beispiel durch eine weitere Schubstange 8 gebildet. Die
Schubstange 8 kann dabei direkt mit einer der Schaltwellen 4 verbunden sein, beziehungsweise auch mit der Schubstange 6.
Die Schubstangen 6 und 8 sind hinsichtlich ihrer Längsrichtung zudem quer zu (hier sogar rechtwinkelig zu] den Drehachsen A der Schaltwellen 4 angeordnet und gelenkig beziehungsweise drehbar mit diesen verbunden. Im gezeigten Fall wird die gelenkige Lagerung über Drehbolzen bewerkstelligt, sodass eine Relativdrehung zwischen Schubstange 6, 8 um eine Drehachse möglich ist. Denkbar wäre aber beispielsweise auch der Einsatz von Kugelköpfen zur gelenkigen Verbindung zwischen der Schubstange 6, 8 und den Schaltwellen 4.
Die Schubstangen 6, 8 können wegen der gelenkigen Lagerung im Wesentlichen nur Zug- oder Druckkräfte übertragen, jedoch keine oder nur sehr geringe Biegekräfte. Letztere können beispielsweise durch Reibkräfte in den Drehlagern der
Schubstangen 6, 8 hervorgerufen werden. Die Schubstangen 6, 8 verformen sich daher auch unter hoher Belastung nur minimal, sodass es zu keinen nennenswerten
Relativdrehungen zwischen den Schaltwellen 4 kommt. Die Kontaktkräfte in den Schaltanordnungen 7 (respektive an deren Schaltkontakten 5} sind daher im
Wesentlichen gleich groß und gut vorherbestimmbar.
Der Einsatz von Schubstangen 6 und 8 ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Denkbar wären auch andere Möglichkeiten. Beispielsweise könnten die Schaltwellen 4 untereinander beziehungsweise mit dem Schaltschloss 3 über Zahnräder verbunden sein.
Das in den Figuren 1 bis 2 dargestellte Schaltgerät la ist mehrpolig, hier konkret vierpolig, ausgebildet. In den Figuren 1 und 2 sind dazu vier Schaltanordnungen 7 dargestellt, die auf den Schaltwellen 4 sitzen respektive mit dieser gekoppelt sind und die Anschlüsse 9 und 10 je nach Schaltstellung elektrisch verbinden oder auch nicht. Je eine Schaltanordnung 7 ist einem Pol zugeordnet. Rein beispielhaft sind dazu die drei Phasen LI, L2 und L3 sowie der Neutralleiter N dargestellt. Selbstverständlich kann das Schaltgerät la aber auch in einem anderen Spannungssystem eingesetzt werden. Auch die Anzahl der Schaltanordnungen 7 beziehungsweise Pole ist rein beispielhaft.
Selbstverständlich kann das Schaltgerät la auch weniger oder mehr
Schaltanordnungen 7 / Pole als dargestellt aufweisen.
In den Figuren 1 bis 2 ist weiterhin erkennbar, dass das Schaltgerät la ein auf dem Schaltschloss 3 angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte 5 aufweist. Konkret ist diese Betätigungselement durch einen drehbar gelagerten Hebel 11 gebildet, dessen Drehachse parallel zu einer
Breitenrichtung y des Gehäuses 2 ausgerichtet ist. Alternativ kann das
Betätigungselement beispielsweise auch durch einen drehbar gelagerten Hebel 11' gebildet sein, dessen Drehachse zu einer Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 ausgerichtet ist, so wie dies in der Fig. 1 mit einer punktierten Linie dargestellt ist. Mit dem Hebel 10 oder 10' kann das Schaltgerät 1 manuell ein- oder ausgeschaltet werden.
In dem dargestellten Zustand befinden sich das Schaltgerät la respektive die Kontakte 5 der Schaltanordnungen 7 in der EIN-Stellung. Wird der Hebel 10 betätigt, so verursacht ein nicht näher dargestellter, jedoch an sich bekannter Mechanismus im Schaltschloss 3 eine Bewegung der Schubstange 8 und in Folge eine Drehung der Schaltwellen 4. Damit einhergehend werden auch die auf den Schaltwellen 4 sitzenden Kontaktarme 12 und die darauf befestigten Kontakte 5 bewegt. Beim Ausschalten werden die Schaltwellen 4 im Uhrzeigersinn gedreht, sodass die auf den Kontaktarmen 12 sitzenden Kontakte 5 von den feststehenden Kontakten abheben und den zwischen den Anschlüssen 9 und 10 liegenden Strompfad trennen. Ein dabei entstehender Lichtbogen wird in einer
Löschkammer 13 gelöscht. In dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiel sind die auf den Schaltwellen 4 angeordneten Kontaktarm 12 in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte 5 im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung x des Gehäuses 2 ausgerichtet.
Vorteilhaft ist diese Anordnung besonders niedrig, wodurch sie vergleichsweise leicht in einem Gehäuse 2 in Leistenbauform untergebracht werden kann.
Denkbar ist aber auch, dass die auf den Schaltwellen 4 angeordneten Kontaktarme 12 in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte 5 im Wesentlichen parallel zu einer Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 ausgerichtet sind, so wie das in dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Beispiel der Fall ist. In diesem Beispiel sind die
Schaltanordnungen 7, umfassend die Kontakte 5, die Kontaktarme 12 und die
Löschkammern 13, gegenüber der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Lage um 90° gedreht. Ansonsten ist die Funktion des in den Figuren 3 und 4 dargestellten
Schaltgeräts lb äquivalent zu der Funktion des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltgeräts la.
Abweichend von den Beispielen der Figuren 1 bis 4 könnten die Kontaktarme 12 in einer EIN-Stellung selbstverständlich auch schräg ausgerichtet sein.
Bei dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Schaltgeräten la, lb sind insgesamt vier auf den Schaltwellen 4 angeordnete Kontaktarme 12 vorgesehen, die jeweils zwei
Kontakte 5 aufweisen. Dabei ist je ein Kontaktarm 12 einer Schaltanordnung 7 je einem Pol (z.B. LI, L2, L3, N] zugeordnet. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend für die Erfindung. Denkbar wäre beispielsweise auch, dass auf einem Kontaktarm 12 nur ein Schaltkontakt 5 angeordnet ist, mehrere auf dem Kontaktarm 12 angeordnete
Schaltkontakte 5 mehreren Polen zugeordnet sind oder dass ein Pol mehreren auf den Schaltwellen 4 angeordneten Kontaktarmen 11 respektive Schaltanordnungen 7 zugeordnet ist. Ganz generell sind die den Polen zugeordneten elektrischen Leiter an die Außenseite des Gehäuses 2 geführt und bilden dort die Anschlüsse 9 und 10.
Beispielsweise könnten zwei nach außen geführten Polen je zwei Schaltanordnungen 7 zugeordnet sein.
Die Figuren 5 und 6 zeigen schließlich eine weitere Variante eines Schaltgeräts lc, das dem Schaltgerät la aus den Figuren 1 und 2 sehr ähnlich ist. Allerdings weist das Schaltgerät lc neben dem Bereits in den Schaltgeräten la und lb vorhandenen optionalen Überstromauslöser 14, einen optionalen Fernauslöser 15 sowie einen optionalen Hilfskontakt 16 auf. In an sich bekannter Weise sorgt der
Überstromauslöser 14 im Überlastfall, beispielsweise bei Kurzschluss, für ein automatisches Trennen der Kontakte 5. Im Speziellen kann ein Bimetall-Auslöser, ein elektromagnetischer Auslöser oder eine Kombination derselben als
Überstromauslöser 14 vorgesehen sein. Auf diese Weise bildet das Schaltgerät la..lc nicht nur einen Lasttrennschalter, sondern einen Leistungsschalter aus. Mit Hilfe des Fernauslösers 15 kann das Schaltgerät lc zum Beispiel mit einem Spannungsimpuls in an sich bekannter Weise aus der Ferne ausgelöst, das heißt ausgeschaltet, werden. Der Hilfskontakt 16 kann wiederum dazu dienen, den Schaltzustand des Schaltgeräts 1 aus der Ferne abzufragen
Vorteilhaft ist es nun, wenn der Überstromauslöser 14 und/oder der Fernauslöser 15 und/oder der Hilfskontakt 16 im Schaltschloss 3 integriert oder mit diesem direkt gekoppelt sind. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass die genannten Baugruppen nicht über den Umweg einer Schaltwelle 4 funktional mit dem Schaltschloss 3 verbunden sind. Durch diese Maßnahmen ist es nun grundsätzlich möglich, dass bereits existierende Schaltschlösser 3, welche einen Überstromauslöser 14 und/oder einen Fernauslöser 15 und/oder einen Hilfskontakt 16 aufweisen oder für deren Einbau vorgesehen sind, für das Schaltgerät lc in Leistenbauform weiterverwendet werden. Selbstverständlich können der Überstromauslöser 14, der Fernauslöser 15 und der Hilfskontakt 16 einzeln oder in beliebiger Kombination mit dem Schaltschloss 3 verbunden oder in diesem integriert sein. Bei dem Schaltgerät lc ist der Hilfskontakt 16 jedoch nicht im Schaltschloss 3 integriert und auch nicht direkt mit diesem verbunden, sondern wird über einen der Kontaktarme 12 respektive eine der Schaltwellen 4 betätigt. Selbstverständlich können der Überstromauslöser 14, der Fernauslöser 15 und der Hilfskontakt 16 auch in dem Schaltgerät lb der Figuren 3 und 4 vorgesehen sein.
Durch die besondere Anordnung der Schaltwellen 4 kann generell eine Modulbauweise leicht verwirklicht werden, bei der auf der Schaltwelle 4 je nach Anwendungsfall eine beliebige Anzahl an Schaltanordnungen 7 angeordnet sein kann. Insbesondere kann aus den dargestellten vierpoligen Schaltgeräten la..lc leicht dadurch ein dreipoliges Schaltgeräten la..lc, indem eine der Schaltanordnungen 7 weggelassen wird. Abschließend wird weiterhin angemerkt, dass das Schaltgerät la..lc respektive dessen Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind, welche daher auch andere Proportionen aufweisen können. Weiterhin kann ein Schaltgerät la..lc auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben ( z.B.„oben",„unten", „links",„rechts", etc.] sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung des Schaltgeräts la..lc sinngemäß an die neue Lage anzupassen.
Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgerät (la..lc] in Leistenbauform, umfassend
ein Gehäuse (2],
ein Schaltschloss (3],
mehrere im Gehäuse (2} drehbar gelagerte Schaltwellen (4], welche für die Betätigung mehrerer Schaltkontakte (5} vorgesehen sind und untereinander mit wenigstens einer exzentrisch gelagerten Schubstange (6} verbunden sind, und
eine mechanische Verbindung (8} zwischen dem Schaltschloss (3} und einer der Schaltwellen (4} beziehungsweise der Schubstange (6],
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine der Schaltwellen (4} mehrere Schaltanordnungen (7} aufweist.
2. Schaltgerät (la..lc] nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Schaltanordnung (7} einen Kontaktarm (12} mit zumindest einem darauf angeordneten Kontakt (5} aufweist.
3. Schaltgerät (la..lc] nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (A] der Schaltwellen (4} rechtwinkelig zu einer Längsachse (x] des Gehäuses (2} ausgerichtet sind.
4. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Schaltschloss (3} angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte (5} durch einen drehbar gelagerte Hebel (11} gebildet ist, dessen Drehachse parallel zur Achse (A] der Schaltwelle (4} ausgerichtet ist.
5. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Schaltschloss (3} angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte (5} durch einen drehbar gelagerte Hebel (11'} gebildet ist, dessen Drehachse parallel zu einer Tiefenrichtung (z] des Gehäuses (2} ausgerichtet ist.
6. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Schaltwellen (4} angeordnete Kontaktarme (12} in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte (5} im Wesentlichen parallel zur Längsachse (x} des Gehäuses (2} ausgerichtet sind.
7. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Schaltwellen (4} angeordnete Kontaktarme (12} in einer EIN-Stellung der zugeordneten Schaltkontakte (5} im Wesentlichen rechtwinkelig zur Längsachse (x} des Gehäuses (2} ausgerichtet sind.
8. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch vier auf den Schaltwellen (4} angeordnete Kontaktarme (12], die vier Schaltpolen zugeordnet sind.
9. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch vier auf den Schaltwellen (4} angeordnete Kontaktarme (12], die zwei Schaltpolen zugeordnet sind.
10. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt verbundenen
Überstromauslöser (14}.
11. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt verbundenen
Fernauslöser (15}.
12. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt verbundenen
Hilfskontakt (16}.
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