WO2016193040A1 - Schaltgerät in leistenbauform mit längs ausgerichteter schaltwelle - Google Patents

Schaltgerät in leistenbauform mit längs ausgerichteter schaltwelle Download PDF

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WO2016193040A1
WO2016193040A1 PCT/EP2016/061603 EP2016061603W WO2016193040A1 WO 2016193040 A1 WO2016193040 A1 WO 2016193040A1 EP 2016061603 W EP2016061603 W EP 2016061603W WO 2016193040 A1 WO2016193040 A1 WO 2016193040A1
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WO
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switching
switching device
shaft
aligned
depth direction
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PCT/EP2016/061603
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Heins
Bogdan Zabrocki
Original Assignee
Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • 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
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
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    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/56—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by rotatable knob or wheel

Definitions

  • the invention relates to a switching device in strip design, comprising a housing, a switching mechanism, a mechanically connected to the switching mechanism actuator, a rotatably mounted in the housing switching shaft which is mechanically connected to the switching mechanism, and a plurality of switching contacts, which are coupled to the switching shaft.
  • 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.
  • a disadvantage of this arrangement is that due to the limited space of the strip design over three poles beyond number of switching poles is not technically feasible, that is, the necessary switching arrangements can not be integrated in a narrow housing.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved switching device.
  • the switching device should be able to have more than three switching poles, without the installation space of the strip construction being exceeded.
  • This object is achieved with a switching device of the type mentioned, in which the axis of the switching shaft is substantially in a plane defined by a longitudinal direction and a depth direction of the switching device level.
  • the switching device has exactly one switching shaft, and in particular the switching device is designed to be multi-pole, in
  • the shift shaft may be formed relatively long, which can be arranged on this a large number of switching arrangements.
  • a modular design can be easily realized in which, depending on the application, any number of switching arrangements can be arranged on the shift shaft.
  • a small overall width of the switching device in the form of a strip can be achieved.
  • the above advantages also apply when the selector shaft is in a general position in the plane defined by the longitudinal direction and the depth direction.
  • the switching shaft can be made longer and also a wiring of the switching device is thereby possibly simplified.
  • Substantial in this context is to be understood as an angle deviation of up to +/- 10 °, that is, the shift shaft can be tilted by up to +/- 10 ° from said plane.
  • the axis of the shift shaft then extends a little in the width direction of the switching device.
  • the switching device has (exactly one) operating side, which is the side of the switching device from which it is operated and which, for example, is visible to an operator when installed in a control cabinet Switching device provided an actuating element or a plurality of such actuators.
  • a "depth direction” of the switching device denotes a direction normal to this operating level. Often, the depth direction is horizontally aligned when installing the switchgear in a cabinet.
  • the “longitudinal direction” denotes the direction of the largest extent of the switching device and also represents an extension of the operating level. Often, the longitudinal direction is vertically aligned when installing the switching device in a cabinet.
  • the "width direction” or “transverse direction” is normally aligned with the depth direction and the longitudinal direction. When the switching device is installed in a control cabinet, the width direction / transverse direction is often also aligned horizontally.
  • the longitudinal direction of the switching device can also be aligned horizontally when installed in a cabinet.
  • the width direction / transverse direction is then aligned vertically.
  • the length of the switchgear in strip form is greater than its depth, and the depth is in turn greater than the width of the
  • Switching device It therefore preferably applies: length> depth> width.
  • actuating element represents the interface to a user of the switching device.
  • the actuating element can be designed, for example, as an actuating lever, an actuating slide or as an actuating shaft. In particular, that can
  • Actuator also include a motor with which the switching device can be operated remotely. A movement of the actuating element is on the
  • the "switch lock” decouples the movement of the actuating element from the movement of the switching shaft. This means in particular that the movements of the
  • Actuator and the switching shaft are not clearly assigned to each other or not every position of the actuating element corresponds to a (single] position of the switching shaft.
  • the switching mechanism to a
  • the "switching shaft” is connected to the switching contacts.
  • the contact arms may be rigidly connected to the switching shaft.
  • the contact arms are movable, in particular rotatable, mounted in the shift shaft.
  • the Contacts can thus perform a rotational movement during movement of the switching shaft.
  • the contact arms perform a translational movement.
  • the contact arms can be linearly guided and connected via push rods with the switching shaft, whereby the rotational movement of the switching shaft is converted into a linear movement of the contact arms.
  • the contact arms perform a combined movement, which consists of a
  • the mechanical connection between the switching mechanism and the switching shaft is formed by a push rod. This can be a den
  • Switching state of the switching device influencing movement in the switch lock easily be transferred to the switching shaft and in consequence to the switching contacts.
  • gears can be provided for it.
  • the push rod can also be part of a toggle joint. Due to the spatial separation of the switching contacts of the switch lock the coupling of the switching shaft and switch lock is generally simplified.
  • 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 in the longitudinal direction of the switching device.
  • the switching device can be switched on and off manually, or a switching state at the position of the lever can be read.
  • the actuating direction is aligned in the transverse direction of the housing.
  • the actuating element is formed by a rotatably mounted lever whose axis of rotation is aligned in the depth direction of the switching device and in particular with the axis of the switching shaft coincides. As a result, relatively large levers can be provided, which are easily actuated.
  • a contact arm arranged on the switching shaft is aligned in an ON position essentially parallel to a width direction of the switching device.
  • the switching arrangement requires little space in the depth of the switching device.
  • Contact arm is in an ON position substantially in the plane defined by the longitudinal direction and the depth direction of the switching device level. That is, the
  • Contact arm is oriented in an ON position substantially in the depth direction of the switching device when the shift shaft is aligned in the longitudinal direction, and in
  • the switching device can be made relatively narrow in Leistenbauform, whereby electrical systems with a plurality of such switching devices generally require little space.
  • the contact arm is aligned in an intermediate position between the ON position and an OFF position / RELEASE position parallel to the depth direction of the housing when the shift shaft is longitudinally aligned and parallel to the longitudinal direction when the shift shaft is aligned in the depth direction is. In this way, the switching device can be made even narrower.
  • the current conductors routed to the outside of the housing may, for example, be assigned to the phases LI, L2 and L3 and to a neutral conductor N. This is a design that is very common in multipole switches. It is also favorable if a pole several arranged on the shift shaft
  • 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 actuator, an electro-dynamic actuator or a combination thereof.
  • the switching device in this embodiment forms not only a circuit breaker or load-break switch, but a circuit breaker.
  • Switch-disconnectors usually indicate different types of devices. While load-break switches can / may be disconnected under load, may / should
  • Disconnectors should only be switched without load or with low load.
  • 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.
  • a latching mechanism constructed in this way can be used in a simple manner in a housing of the switching device and has as an interface substantially only the coupling with the switching 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 through an exemplary and schematically illustrated
  • Switching device with a switching shaft which is aligned in the longitudinal direction of the switching device
  • FIG. 2 shows the switching device from FIG. 1 in plan view
  • FIG. 3 is a detail view of the switching device of Figure 1 in cross section.
  • FIG. 4 as shown in FIG. 3, but with rotated by 90 ° switching arrangement.
  • Fig. 5 is a longitudinal section through an exemplary and schematically illustrated
  • Switching device with a switching shaft that is aligned in the depth direction of the switching device; the switching device of Figure 5 in plan view.
  • Fig. 7 similar to Fig. 6, but with arranged in extension of the switching shaft
  • Figures 1 to 3 show a first, schematically illustrated example of a
  • Fig. 1 shows the switching device la while in
  • FIGS. 1 to 3 show a detailed view of the switching device la or a section thereof in cross section. For better orientation, an xyz coordinate system is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the switching device la comprises a housing 2, a switching mechanism 3, a rotatably mounted in the housing 2 switching shaft 4, which is mechanically connected to the switching mechanism 3, and a plurality of switching contacts 5, which are coupled to the switching shaft 4.
  • the axis A of the shift shaft 4 is aligned in the longitudinal direction x of the housing 2.
  • the mechanical connection between the switching mechanism 3 and the selector shaft 4 is formed in the concrete example by a push rod 6. Conceivable, however, would be other possibilities, such as a coupling via gears.
  • the switching device 1a shown in Figures 1 to 3 has exactly one switching shaft 2 and is multi-pole, here specifically four-pole, formed.
  • four switching assemblies 7 are shown, sitting on the shift shaft 4 respectively coupled with this and the terminals 8 and 9 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. Of course, the switching device la may also have fewer or more switching arrangements 7 / poles than shown.
  • switching device la and a plurality of switching shafts 4 may be provided, which are aligned in particular parallel to each other and, for example, in turn coupled to each other via push rods or gears. It is also conceivable, in particular, for the switching arrangements 7 to sit on a single selector shaft 4 and to be coupled thereto, but arranged on both sides of the switchgear 3. For example, in the
  • two switching assemblies 7 on the left and two switching arrangements 7 right of the switching mechanism 3 may be arranged.
  • 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 10 whose axis of rotation is aligned parallel to the axis A of the shift shaft 4 respectively in the longitudinal direction x.
  • Fig. 3 in addition to the ON position and an OFF position of the lever 10 is shown (dashed).
  • the actuating element may for example also be formed by a rotatably mounted lever 10 'whose axis of rotation is aligned parallel to a depth direction z of the housing 2, as shown in FIG. 2 with a dotted line.
  • the switching device la can be manually switched on or off.
  • the actuating element has a motor with which the switching device la can be operated from a distance.
  • the motor can act on a shaft z oriented in the depth direction z of the housing 2 and be provided additionally or alternatively to the lever 10 '.
  • a circuit arrangement 7 is shown in detail, whereby the function of the switching device la is particularly well recognized.
  • the switching device la and the contacts 5 are in the ON position. If the lever 10 is actuated, causing a not shown, but known per se
  • Mechanism a movement of the push rod 6 and in consequence a rotation of the
  • Shift shaft 4 Along with it, the seated on the shift shaft 4 contact arms 11 and the contacts mounted thereon are moved. When you turn off the shift shaft 4 is rotated clockwise, so that sitting on the contact arms 11 contacts 5 stand out from the fixed contacts and between the
  • Disconnect terminals 8 and 9 of the current path An emerging arc is cleared in a quenching chamber 12. Is - as shown in Fig. 1 - a
  • a contact arm 11 arranged on the selector shaft 4 is aligned in an ON position essentially in the depth direction z of the housing 2 or switching device 1 a.
  • this arrangement is particularly narrow, whereby they can be relatively easily accommodated in a housing 2 in Leistenbauform.
  • a contact arm 11 arranged on the selector shaft 4 to be aligned in an ON position essentially parallel to a width direction y of the housing 2 or switching device 1a, as shown by way of example in FIG.
  • the arrangement of the contacts 5, the contact arms 11 and the quenching chamber 12 is rotated relative to the arrangement shown in Fig. 3 by 90 °, the function is the same.
  • an ON position and an exhibition / AUSGELOST position of the arranged on the switching shaft 4 contact arm 11 are aligned substantially symmetrically about the depth direction z of the housing 2 / switching device la. For the illustration of FIG. 3, this would mean that the
  • Extinguishing chambers 12 comprises, compared with the arrangement shown in Fig. 3 is rotated slightly counterclockwise, for example by 15 °. As a result, the width (in the y direction) of the switching arrangement 7 can be further reduced.
  • a total of four arranged on the switching shaft 4 contact arms 11 are provided, each having two contacts 5.
  • a respective contact arm 11, arranged on the switching shaft 4 is assigned to one switching arrangement 7 per one pole (eg LI, L2, L3, N) .
  • This is advantageous, but not mandatory, for the invention It would also be conceivable, for example, for a contact arm 11 only one switching contact 5 is arranged, several on the
  • Contact arm 11 arranged switching contacts 5 are assigned to a plurality of poles or that a pole more on the shift shaft 4 arranged contact arms 11 respectively Switching 7 is assigned. Quite generally, the electrical conductors assigned to the poles are routed to the outside of the housing 2 and form the terminals 8 and 9 there. For example, two outward poles could each be assigned two switching arrangements 7.
  • the switching device la also has an optional in the switch lock third
  • Overcurrent release 13 in case of overload, for example in the event of a short circuit, for a
  • Overcurrent release 13 may be provided.
  • the switching device la can be triggered, for example, with a voltage pulse in a conventional manner from a distance, that is, be turned off.
  • the auxiliary contact 15 can in turn serve to interrogate the switching state of the switching device la from a distance.
  • only one auxiliary contact 15 is provided, but it could also be provided a plurality of auxiliary contacts 15.
  • an undervoltage release could be provided.
  • the overcurrent release 13 and / or the remote release 14 and / or the auxiliary contact 15 are integrated in the switch lock 3 or directly coupled with it.
  • these assemblies are not connected via the detour via the switching shaft 4 functionally connected to the switching mechanism 3.
  • FIGS. 5 and 6 also show an exemplary and schematically illustrated switching device lb with a switching shaft 4, which in the depth direction z of
  • Switching device lb is aligned. 5 shows a longitudinal section of said switching device 1b, Fig. 6 is a plan view.
  • the switching device lb is very similar to the construction of the switching device la shown in Figures 1 and 2.
  • the construction of a switching arrangement 7 and the connection to the switching mechanism 3 is similar to the switching device la. Accordingly, what has been said so far is also applicable to the switching device 1b shown in FIGS. 5 and 6.
  • the switching shaft 4 is aligned in the switching device lb in the depth direction z and not in the longitudinal direction x.
  • This arrangement is particularly advantageous if the arranged on the switching mechanism 3 actuator for manually opening and closing the switch contacts 5 is formed by a rotatably mounted lever 10 ', whose axis of rotation is also aligned in the depth direction z of the switching device lb.
  • the axis of rotation of the lever 10 'and the axis of rotation A of the switching shaft 4 are thus parallel to each other, which is why the transmission of the rotational movement of the lever 10' on the shift shaft 4 succeeds particularly well. For example, this in turn, as shown, via a push rod 6 or quite simply via a wheel gear or
  • the switching shaft 4 is arranged to the left of the switching mechanism 3.
  • the shift shaft 4 but also be arranged to the right of the switching mechanism 3.
  • the shift shaft 4 may also be located closer to the switch lock 3 or be further away.
  • the switching arrangements 7 may also be arranged off-center with respect to the width direction y.
  • the shift shaft 4 can also lie in a general position in the plane defined by the longitudinal direction x and the depth direction z.
  • the longitudinal direction x and the depth direction z can also lie in a general position in the plane defined by the longitudinal direction x and the depth direction z.
  • Shift shaft 4 in Fig. 5 to be inclined to the left or right.
  • the push rod 6 may be equipped with ball heads. In this way, the switching shaft 4 may be formed even longer, or thereby also a wiring of
  • Switching arrangements 7 are simplified. Finally, it is also conceivable that the switching shaft 4 is tilted from the x-z plane, with an angle of up to +/- 10 ° is considered appropriate.
  • FIG. 8 shows a schematically represented tilted jump mechanism.
  • the arrangement again comprises the switching shaft 4 with the arranged thereon
  • the switching mechanism 3 comprises in this example a cylinder 16, a guided therein piston rod 17 and a compression spring 18.
  • the compression spring 18 pushes the piston rod 17 from the cylinder 16, which is mounted about a pivot point 19 is out. If the actuating element designed as a slide 10 "is displaced from left to right, a dead center position is passed, after which the switching shaft 4 snaps into the ON position shown due to the force of the compression spring 18. Since the gap in the slide 10" is wider than the one
  • Cylinder 16 is wide in this area, the switching shaft 4 can move independently of the slider 10 ", whereby a fast closing of the switching contacts is ensured 5.
  • the switching mechanism 3 thus decouples the movement of the switching shaft 4 of the movement of the slider 10".
  • the illustrated example of the switching mechanism 3 is intended to illustrate only the operation and is by no means mandatory for the switching device la..lc, and there are more
  • the switching mechanism 3 can also be combined with the lever 10 or 10 '.
  • the switching contacts 5 are not closed by a rotational movement of the contact arms 11, as shown in the figures, but by a translational movement.
  • the contact arms 11 can be linear guided and be connected by means of a respective push rod with the switching shaft 4. With the help of the push rods, the rotational movement of the switching shaft 4 is converted into a translational movement of the contact arms 11.
  • the contact arm 11 to perform a combined movement when actuated, that is to say a movement which is composed of a rotation and a translation.
  • switching device la..lc or its components are not necessarily shown to scale, which therefore may also have other proportions. Furthermore, a switching device la..lc may also comprise more or fewer components than shown. Location information (for example, “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 adapt to the new situation.

Landscapes

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

Abstract

Es wird ein Schaltgerät (1a..1c) in Leistenbauform angegeben, das ein Gehäuse (2), ein Schaltschloss (3), ein Betätigungselement (10.. 10") und eine im Gehäuse (2) drehbar gelagerte Schaltwelle (4) umfasst, welche mit dem Schaltschloss (3) mechanisch verbunden ist. Mehrere Schaltkontakte (5) sind dabei mit der Schaltwelle (4) gekoppelt, und die Achse (A) der Schaltwelle (4) liegt im Wesentlichen in einer durch eine Längsrichtung (x) und eine Tiefenrichtung (z) des Schaltgeräts (1a..1c) aufgespannten Ebene. Im Speziellen ist die Schaltwelle (4) in Längsrichtung (x) oder Tiefenrichtung (z) des Gehäuses (2) ausgerichtet.

Description

Schaltgerät in Leistenbauform mit längs ausgerichteter Schaltwelle
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät in Leistenbauform, das ein Gehäuse umfasst, ein Schaltschloss, ein mit dem Schaltschloss mechanisch verbundenes Betätigungselement, eine im Gehäuse drehbar gelagerte Schaltwelle, welche mit dem Schaltschloss mechanisch verbunden ist, sowie mehrere Schaltkontakte, welche mit der Schaltwelle gekoppelt sind.
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 aufgrund des beschränkten Bauraums der Leistenbauform eine über drei Pole hinausgehende Anzahl an Schaltpolen technisch nicht machbar ist, das heißt die dafür notwendigen Schaltanordnungen nicht in einem schmalen Gehäuse integriert werden können.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Schaltgerät anzugeben.
Insbesondere soll das Schaltgerät mehr als drei Schaltpole aufweisen können, ohne dass dabei der Bauraum der Leistenbauform überschritten wird. Diese Aufgabe wird mit einem Schaltgerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Achse der Schaltwelle im Wesentlichen in einer durch eine Längsrichtung und eine Tiefenrichtung des Schaltgeräts aufgespannten Ebene liegt.
Im Speziellen ist die Schaltwelle in Längsrichtung oder Tiefenrichtung des
Schaltgeräts/Gehäuses ausgerichtet. Insbesondere weist das Schaltgerät genau eine Schaltwelle auf, und insbesondere ist das Schaltgerät mehrpolig ausgebildet, im
Speziellen vierpolig.
Durch die besondere Anordnung der Schaltwelle in Längsrichtung oder Tiefenrichtung kann die Schaltwelle relativ lang ausgebildet sein, wodurch auf dieser eine große Anzahl an Schaltanordnungen angeordnet sein kann. Dadurch kann auch eine Modulbauweise leicht verwirklicht werden, bei der auf der Schaltwelle je nach Anwendungsfall eine beliebige Anzahl an Schaltanordnungen angeordnet sein kann. Vorteilhaft kann trotz der vergleichsweise großen Anzahl an Schaltanordnungen eine geringe Baubreite des Schaltgeräts in Leistenbauform erreicht werden.
Die obigen Vorteile gelten im Speziellen auch dann, wenn die Schaltwelle in allgemeiner Lage in der durch die Längsrichtung und die Tiefenrichtung aufgespannten Ebene liegt. Dadurch kann die Schaltwelle noch länger ausgebildet sein und auch eine Verdrahtung des Schaltgeräts wird dadurch gegebenenfalls vereinfacht. Die Angabe "im
Wesentlichen" ist in diesem Zusammenhang als Winkelabweichung von bis zu +/- 10° zu verstehen. Das heißt die Schaltwelle kann auch um bis zu +/- 10° aus der genannten Ebene gekippt werden. Die Achse der Schaltwelle erstreckt sich dann auch ein wenig in die Breitenrichtung des Schaltgeräts.
In der Regel weist das Schaltgerät (genau eine] Bedienseite auf. Dies ist jene Seite des Schaltgeräts, von welcher dieses bedient wird und welche beispielsweise bei Einbau in einen Schaltschrank für eine Bedienperson sichtbar ist. In den allermeisten Fällen ist/sind auf der Bedienseite des Schaltgeräts ein Betätigungselement oder mehrere solcher Betätigungselemente vorgesehen.
Generell bezeichnet eine "Tiefenrichtung" des Schaltgeräts eine Richtung normal auf diese Bedienebene. Häufig ist die Tiefenrichtung bei Einbau des Schaltgeräts in einen Schaltschrank horizontal ausgerichtet. Die "Längsrichtung" bezeichnet die Richtung der größten Erstreckung des Schaltgeräts und stellt auch eine Erstreckung der Bedienebene dar. Häufig ist die Längsrichtung bei Einbau des Schaltgeräts in einen Schaltschrank vertikal ausgerichtet. Die "Breitenrichtung" oder "Querrichtung" ist normal auf die Tiefenrichtung und die Längsrichtung ausgerichtet. Bei Einbau des Schaltgeräts in einen Schaltschrank ist die Breitenrichtung/ Querrichtung häufig ebenfalls horizontal ausgerichtet. Die Längsrichtung des Schaltgeräts kann bei Einbau in einen Schaltschrank aber auch horizontal ausgerichtet sein. Die Breitenrichtung/ Querrichtung ist dann vertikal ausgerichtet. Vorzugsweise ist die Länge des Schaltgeräts in Leistenbauform größer als dessen Tiefe, und die Tiefe ist wiederum größer als die Breite des
Schaltgeräts. Es gilt vorzugsweise also: Länge > Tiefe > Breite.
Ein "Betätigungselement" stellt die Schnittstelle zu einem Nutzer des Schaltgeräts dar. Das Betätigungselement kann beispielsweise als Betätigungshebel, Betätigungschieber oder auch als Betätigungswelle ausgebildet sein. Insbesondere kann das
Betätigungselement auch einen Motor umfassen, mit dem das Schaltgerät aus der Ferne bedient werden kann. Eine Bewegung des Betätigungselements wird auf das
Schaltschloss übertragen.
Das "Schaltschloss" entkoppelt die Bewegung des Betätigungselements von der Bewegung der Schaltwelle. Das heißt insbesondere, dass die Bewegungen des
Betätigungselements und der Schaltwelle einander nicht eindeutig zugeordnet sind beziehungsweise nicht jede Stellung des Betätigungselements einer (einzigen] Stellung der Schaltwelle entspricht .Beispielsweise kann das Schaltschloss dazu ein
Kippsprungwerk umfassen. Mit Hilfe des Schaltschlosses wird generell eine
Mindesteinschalt- beziehungsweise Mindestausschaltgeschwindigkeit garantiert. Das heißt, die Bewegungsgeschwindigkeit der Schaltwelle ist zumeist deutlich höher als die Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungselements. Bei dem angesprochenen Kippsprungwerk wird eine Totlage einer vorgespannten Feder durchschritten. Nach dem Totpunkt bewirkt die Feder eine schlagartige Bewegung der Schaltwelle, die unabhängig von einer weiteren Bewegung des Betätigungselements ist.
Die "Schaltwelle" ist mit den Schaltkontakten verbunden. Beispielsweise können die Kontaktarme mit der Schaltwelle starr verbunden sein. Denkbar ist aber auch, dass die Kontaktarme beweglich, insbesondere drehbar, in der Schaltwelle gelagert sind. Die Kontakte können bei Bewegung der Schaltwelle somit eine Drehbewegung vollführen. Denkbar ist aber auch, dass die Kontaktarme eine translatorische Bewegung ausführen. Zu diesem Zweck können die Kontaktarme linear geführt und über Schubstangen mit der Schaltwelle verbunden sein, wodurch die Drehbewegung der Schaltwelle in eine lineare Bewegung der Kontaktarme umgewandelt wird. Denkbar ist schließlich auch, dass die Kontaktarme eine kombinierte Bewegung ausführen, welche aus einer
Drehbewegung und einer translatorischen Bewegung zusammengesetzt ist. Häufig sind die Kontaktarme gegenüber der Schaltwelle auch federnd gelagert, sodass
Fertigungstoleranzen und Kontaktabbrand ausgeglichen und ein sicherer EIN-Zustand der Schaltkontakte gewährleistet werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
Vorteilhaft ist es, 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 können dafür Zahnräder vorgesehen werden. Die Schubstange kann auch Teil eines Kniehebelgelenks sein. Durch die räumliche Trennung der Schaltkontakte vom Schaltschloss wird die Kopplung von Schaltwelle und Schaltschloss generell vereinfacht.
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 in Längsrichtung des Schaltgeräts 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 Querrichtung des Gehäuses ausgerichtet. In einer weiteren günstigen alternativen Ausführungsform ist das Betätigungselement durch einen drehbar gelagerte Hebel gebildet, dessen Drehachse in Tiefenrichtung des Schaltgeräts ausgerichtet ist und insbesondere mit der Achse der Schaltwelle zusammenfällt. Dadurch können relative große Hebel vorgesehen sein, die leicht betätigbar sind.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn ein auf der Schaltwelle angeordneter Kontaktarm in einer EIN-Stellung im Wesentlichen parallel zu einer Breitenrichtung des Schaltgeräts ausgerichtet ist. Dadurch braucht die Schaltanordnung nur wenig Bauraum in der Tiefe des Schaltgeräts.
Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn ein auf der Schaltwelle angeordneter
Kontaktarm in einer EIN-Stellung im Wesentlichen in der durch die Längsrichtung und die Tiefenrichtung des Schaltgeräts aufgespannten Ebene liegt. Das heißt, der
Kontaktarm ist in einer EIN-Stellung im Wesentlichen in Tiefenrichtung des Schaltgeräts ausgerichtet, wenn die Schaltwelle in Längsrichtung ausgerichtet ist, und im
Wesentlichen in Längsrichtung, wenn die Schaltwelle in Tiefenrichtung ausgerichtet ist. Dadurch kann das Schaltgerät in Leistenbauform relativ schmal ausgeführt werden, wodurch elektrische Anlagen mit mehreren solchen Schaltgeräten insgesamt nur wenig Bauraum benötigen.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine EIN-Stellung und eine AUS-Stellung / AUSGELÖST-Stellung eines auf der Schaltwelle angeordneten Kontaktarms im
Wesentlichen symmetrisch um die durch die Längsrichtung und die Tiefenrichtung des Schaltgeräts aufgespannten Ebene ausgerichtet sind. Das heißt, dass der Kontaktarm in einer Zwischenstellung zwischen der EIN-Stellung und eine AUS-Stellung / AUSGELÖST- Stellung parallel zur Tiefenrichtung des Gehäuses ausgerichtet ist, wenn die Schaltwelle in Längsrichtung ausgerichtet ist, und parallel zur Längsrichtung, wenn die Schaltwelle in Tiefenrichtung ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann das Schaltgerät noch schmäler ausgeführt werden.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn je ein auf der Schaltwelle angeordneter Kontaktarm je einem Pol zugeordnet ist. Dadurch kann eine gute Sicherheit gegen elektrischen Überschlag zwischen den Polen erreicht werden. Die an die Außenseite des Gehäuses geführten Stromleiter können beispielsweise den Phasen LI, L2 und L3 sowie einem Nullleiter N zugeordnet sein. Dies ist eine Bauart, die sehr häufig bei mehrpoligen Schaltern anzutreffen ist. Günstig ist es auch, wenn ein Pol mehreren auf der Schaltwelle angeordneten
Kontaktarmen zugeordnet ist. 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 Trennschalter beziehungsweise Lasttrennschalter, sondern einen Leistungsschalter aus. Trennschalter und
Lasttrennschalter bezeichnen normalerweise verschiedene Gerätetypen. Während Lasttrennschalter unter Last getrennt werden können/dürfen, dürfen/sollten
Trennschalter nur ohne Last oder mit geringer Last geschaltet werden.
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.
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 durch ein beispielhaftes und schematisch dargestelltes
Schaltgerät mit einer Schaltwelle, die in Längsrichtung des Schaltgeräts ausgerichtet ist;
Fig. 2 das Schaltgerät aus Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 eine Detailansicht des Schaltgeräts aus Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 4 wie Fig. 3, jedoch mit um 90° verdrehter Schaltanordnung;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein beispielhaftes und schematisch dargestelltes
Schaltgerät mit einer Schaltwelle, die in Tiefenrichtung des Schaltgeräts ausgerichtet ist; das Schaltgerät aus Fig. 5 in Draufsicht; Fig. 7 ähnlich wie Fig. 6, jedoch mit in Verlängerung der Schaltwelle angeordnetem
Bedienhebel und
Fig. 8 ein Beispiel für ein Kippsprungwerk.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Figuren 1 bis 3 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. Die Fig. 3 zeigt eine Detailansicht des Schaltgeräts la beziehungsweise einen Ausschnitt daraus im Querschnitt. Zur besseren Orientierung ist in den Figuren 1 bis 3 ein xyz-Koordinatensystem eingezeichnet.
Das Schaltgerät la umfasst ein Gehäuse 2, ein Schaltschloss 3, eine im Gehäuse 2 drehbar gelagerte Schaltwelle 4, welche mit dem Schaltschloss 3 mechanisch verbunden ist, und mehrere Schaltkontakte 5, welche mit der Schaltwelle 4 gekoppelt sind. Die Achse A der Schaltwelle 4 ist dabei in Längsrichtung x des Gehäuses 2 ausgerichtet. Die mechanische Verbindung zwischen dem Schaltschloss 3 und der Schaltwelle 4 ist in dem konkret dargestellten Beispiel durch eine Schubstange 6 gebildet. Denkbar wären aber auch andere Möglichkeiten, beispielsweise eine Kopplung über Zahnräder.
Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Schaltgerät la weist genau eine Schaltwelle 2 auf und ist mehrpolig, hier konkret vierpolig, ausgebildet. In den Figuren 1 und 2 sind dazu vier Schaltanordnungen 7 dargestellt, die auf der Schaltwelle 4 sitzen respektive mit dieser gekoppelt sind und die Anschlüsse 8 und 9 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 einer weiteren Ausführungsvariante des Schaltgeräts la können auch mehrere Schaltwellen 4 vorgesehen sein, die insbesondere parallel zueinander ausgerichtet sind und beispielsweise wiederum über Schubstangen oder Zahnräder miteinander verkoppelt sind. Denkbar ist im Speziellen auch, dass die Schaltanordnungen 7 zwar auf einer einzigen Schaltwelle 4 sitzen respektive mit dieser verkoppelt sind, jedoch beidseits des Schaltschlosses 3 angeordnet sind. Beispielsweise könnten in der
Darstellung der Fig. 1 zwei Schaltanordnungen 7 links und zwei Schaltanordnungen 7 rechts des Schaltschlosses 3 angeordnet sein.
In den Figuren 1 bis 3 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 10 gebildet, dessen Drehachse parallel zur Achse A der Schaltwelle 4 respektive in Längsrichtung x ausgerichtet ist. In der Fig. 3 ist zusätzlich zu der EIN-Stellung auch eine AUS-Stellung des Hebels 10 dargestellt (strichliert}.
Alternativ kann das Betätigungselement beispielsweise auch durch einen drehbar gelagerten Hebel 10' gebildet sein, dessen Drehachse parallel zu einer Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 ausgerichtet ist, so wie dies in der Fig. 2 mit einer punktierten Linie dargestellt ist. Mit dem Hebel 10 oder 10' kann das Schaltgerät la manuell ein- oder ausgeschaltet werden.
Denkbar ist auch, dass das Betätigungselement einen Motor aufweist, mit dem das Schaltgerät la aus der Ferne betätigt werden kann. Beispielsweise kann der Motor auf eine in Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 ausgerichtete Welle wirken und zusätzlich oder alternativ zu dem Hebel 10' vorgesehen sein.
In der Fig. 3 ist eine Schaltanordnung 7 im Detail dargestellt, wodurch die Funktion des Schaltgeräts la besonders gut erkennbar wird. In dem dargestellten Zustand befinden sich das Schaltgerät la respektive die Kontakte 5 in der EIN-Stellung. Wird der Hebel 10 betätigt, so verursacht ein nicht näher dargestellter, jedoch an sich bekannter
Mechanismus eine Bewegung der Schubstange 6 und in Folge eine Drehung der
Schaltwelle 4. Damit einhergehend werden auch die auf der Schaltwelle 4 sitzenden Kontaktarme 11 und die darauf befestigten Kontakte bewegt. Beim Ausschalten wird die Schaltwelle 4 im Uhrzeigersinn gedreht, sodass die auf den Kontaktarmen 11 sitzenden Kontakte 5 von den feststehenden Kontakten abheben und den zwischen den
Anschlüssen 8 und 9 liegenden Strompfad trennen. Ein dabei entstehender Lichtbogen wird in einer Löschkammer 12 gelöscht. Ist - wie in der Fig. 1 dargestellt - ein
Überstromauslöser 13 vorgesehen, so öffnen die Kontaktarme 11 im Falle von
Überstrom oder im Falle eines Kurzschlusses auch selbsttätig durch elektrodynamische Kräfte, das heißt ohne Betätigung des Hebels 10.
In dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiel ist ein auf der Schaltwelle 4 angeordneter Kontaktarm 11 in einer EIN-Stellung im Wesentlichen in Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 beziehungsweise Schaltgeräts la ausgerichtet. Vorteilhaft ist diese Anordnung besonders schmal, wodurch sie vergleichsweise leicht in einem Gehäuse 2 in Leistenbauform untergebracht werden kann.
Denkbar ist aber auch, dass ein auf der Schaltwelle 4 angeordneter Kontaktarm 11 in einer EIN-Stellung im Wesentlichen parallel zu einer Breitenrichtung y des Gehäuses 2 beziehungsweise Schaltgeräts la ausgerichtet ist, so wie das in der Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist. In der Fig. 4 ist die Anordnung der Kontakte 5, der Kontaktarme 11 und der Löschkammer 12 gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Anordnung um 90° gedreht, die Funktion ist aber gleich.
In einer weiteren Variante wäre auch vorstellbar, dass eine EIN-Stellung und eine Ausstellung / AUSGELOST-Stellung des auf der Schaltwelle 4 angeordneten Kontaktarms 11 im Wesentlichen symmetrisch um die Tiefenrichtung z des Gehäuses 2 / Schaltgeräts la ausgerichtet sind. Für die Darstellung der Fig. 3 würde dies bedeuten, dass die
Schaltanordnung 7, welche die Kontakte 5, die Kontaktarme 11 und die
Löschkammern 12 umfasst, gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Anordnung etwas gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, beispielsweise um 15°. Dadurch kann die Baubreite (in y- Richtung] der Schaltanordnung 7 noch weiter verringert werden.
Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Schaltgerät la sind insgesamt vier auf der Schaltwelle 4 angeordnete Kontaktarme 11 vorgesehen, die jeweils zwei Kontakte 5 aufweisen. Dabei ist je ein auf der Schaltwelle 4 angeordneter Kontaktarm 11 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 11 nur ein Schaltkontakt 5 angeordnet ist, mehrere auf dem
Kontaktarm 11 angeordnete Schaltkontakte 5 mehreren Polen zugeordnet sind oder dass ein Pol mehreren auf der Schaltwelle 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 8 und 9. Beispielsweise könnten zwei nach außen geführten Polen je zwei Schaltanordnungen 7 zugeordnet sein.
Schließlich weist das Schaltgerät la auch einen optionalen im Schaltschloss 3
integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten Überstromauslöser 13, einen optionalen im Schaltschloss 3 integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten
Fernauslöser 14 sowie einen optionalen im Schaltschloss 3 integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten Hilfskontakt 15 auf. In an sich bekannter Weise sorgt der
Überstromauslöser 13 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 13 vorgesehen sein. Mit Hilfe des Fernauslösers 14 kann das Schaltgerät la zum Beispiel mit einem Spannungsimpuls in an sich bekannter Weise aus der Ferne ausgelöst, das heißt ausgeschaltet, werden. Der Hilfskontakt 15 kann wiederum dazu dienen, den Schaltzustand des Schaltgeräts la aus der Ferne abzufragen. In den Figuren ist nur ein Hilfskontakt 15 vorgesehen, es könnten aber auch mehrere Hilfskontakte 15 vorgesehen sein. Anstelle des Fernauslösers 14 oder zusätzlich dazu könnte beispielsweise auch ein Unterspannungsauslöser vorgesehen sein.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass ein Motor, mit welchem das Schaltgerät la aus der Ferne bedient werden kann, die Schaltkontakte 5 öffnen oder schließen kann, wohingegen der Fernauslöser 14 die Schaltkontakte 5 nur öffnen kann.
Vorteilhaft ist es nun, wenn der Überstromauslöser 13 und/oder der Fernauslöser 14 und/oder der Hilfskontakt 15 im Schaltschloss 3 integriert oder mit diesem direkt gekoppelt sind. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass die genannten Baugruppen nicht über den Umweg über die Schaltwelle 4 funktional mit dem Schaltschloss 3 verbunden sind. Durch diese Maßnahmen ist es nun grundsätzlich möglich, bereits existierende Schaltschlösser 3, welche einen Überstromauslöser 13 und/oder einen Fernauslöser 14 und/oder einen Hilfskontakt 15 aufweisen oder für deren Einbau vorgesehen sind, für das Schaltgerät la in Leistenbauform weiterverwendet werden können. Selbstverständlich können der Überstromauslöser 13, der Fernauslöser 14 und der Hilfskontakt 15 einzeln oder in beliebiger Kombination mit dem Schaltschloss 3 verbunden oder in diesem integriert sein.
Die Figuren 5 und 6 zeigen darüber hinaus ein beispielhaftes und schematisch dargestelltes Schaltgerät lb mit einer Schaltwelle 4, die in Tiefenrichtung z des
Schaltgeräts lb ausgerichtet ist. Die Fig. 5 zeigt dabei einen Längsschnitt des genannten Schaltgeräts lb, die Fig. 6 eine Draufsicht.
Im Hinblick auf das Schaltschloss 3, den Überstromauslöser 13, den Fernauslöser 14, den Hilfskontakt 15 sowie das Betätigungselement 10, 10' ist das Schaltgerät lb sehr ähnlich aufgebaut wie das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schaltgerät la. Auch der Aufbau einer Schaltanordnung 7 sowie die Anbindung an das Schaltschloss 3 ist ähnlich wie bei dem Schaltgerät la. Demgemäß ist das bisher Gesagte sinngemäß auch auf das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Schaltgerät lb anwendbar. Ein wesentlicher
Unterschied zwischen dem Schaltgerät lb und dem Schaltgerät la besteht aber darin, dass die Schaltwelle 4 im Schaltgerät lb in Tiefenrichtung z ausgerichtet ist und nicht in Längsrichtung x. Diese Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das auf dem Schaltschloss 3 angeordnete Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte 5 durch einen drehbar gelagerte Hebel 10' gebildet ist, dessen Drehachse ebenfalls in Tiefenrichtung z des Schaltgeräts lb ausgerichtet ist. Die
Drehachse des Hebels 10' und die Drehachse A der Schaltwelle 4 sind somit parallel zueinander, weswegen die Übertragung der Drehbewegung vom Hebel 10' auf die Schaltwelle 4 besonders gut gelingt. Beispielsweise kann dies wiederum, wie dargestellt, über eine Schubstange 6 oder auch ganz einfach über ein Radgetriebe oder
Riemengetriebe erfolgen.
In dem dargestellten Beispiel ist die Schaltwelle 4 links vom Schaltschloss 3 angeordnet. Selbstverständlich kann die Schaltwelle 4 aber auch rechts vom Schaltschloss 3 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Schaltwelle 4 auch näher am Schaltschloss 3 liegen oder weiter davon weg angeordnet sein. Sowohl für das Schaltgerät lb als auch das Schaltgerät la wird angemerkt, dass die Schaltanordnungen 7 in Bezug auf die Breitenrichtung y auch außermittig angeordnet sein können.
Weiterhin ist denkbar, dass die Achse A der Schaltwelle 4 und die Achse des
Betätigungshebels 10' zusammenfallen, so wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist. Zudem kann die Schaltwelle 4 auch in allgemeiner Lage in der durch die Längsrichtung x und die Tiefenrichtung z aufgespannten Ebene liegen. Beispielsweise kann die
Schaltwelle 4 in der Fig. 5 dazu nach links oder rechts geneigt sein. Um die Bewegung vom Schaltschloss 3 auf die Schaltwelle 4 übertragen zu können, kann die Schubstange 6 mit Kugelköpfen ausgestattet sein. Auf diese Weise kann die Schaltwelle 4 noch länger ausgebildet sein, beziehungsweise kann dadurch auch eine Verdrahtung der
Schaltanordnungen 7 vereinfacht werden. Schließlich ist auch noch vorstellbar, dass die Schaltwelle 4 aus der x-z-Ebene gekippt wird, wobei ein Winkel von bis zu +/- 10° als zweckmäßig angesehen wird.
Fig. 8 zeigt schließlich ein schematisch dargestelltes Kippsprungwerk. Konkret umfasst die Anordnung wiederum die Schaltwelle 4 mit den darauf angeordneten
Kontaktarmen 11, die Schaltkontakte 5 sowie die Löschkammern 12. Das Schaltschloss 3 umfasst in diesem Beispiel einen Zylinder 16, eine darin geführte Kolbenstange 17 und eine Druckfeder 18. Die Druckfeder 18 drückt die Kolbenstange 17 aus dem Zylinder 16, der um einen Drehpunkt 19 gelagert ist, heraus. Wird das als Schieber 10" ausgebildete Betätigungselement von links nach rechts verschoben, so wird eine Totpunktlage durchschritten, nach der die Schaltwelle 4 aufgrund der Kraft der Druckfeder 18 in die gezeigte EIN-Stellung schnellt. Da die Lücke im Schieber 10" breiter ist als der
Zylinder 16 in diesem Bereich breit ist, kann sich die Schaltwelle 4 unabhängig vom Schieber 10" bewegen, wodurch ein schnelles Schließen der Schaltkontakte 5 gewährleistet ist. Das Schaltschloss 3 entkoppelt also die Bewegung der Schaltwelle 4 von der der Bewegung des Schiebers 10". Beim Ausschalten wird der Schieber 10" von rechts nach links bewegt, wodurch wiederum die Totlage durchschritten wird. Danach schnellt die Schaltwelle 4 aufgrund der Kraft der Druckfeder 18 in die AUS-Stellung.
Das dargestellte Beispiel für das Schaltschloss 3 soll nur die Funktionsweise illustrieren und ist keinesfalls zwingend für das Schaltgerät la..lc, und es sind weitere
Ausführungsformen denkbar. Insbesondere kann das Schaltschloss 3 auch mit dem Hebel 10 oder 10' kombiniert werden.
Denkbar ist generell auch, dass die Schaltkontakte 5 nicht durch eine Drehbewegung der Kontaktarme 11 geschlossen werden, so wie dies in den Figuren dargestellt ist, sondern durch eine translatorische Bewegung. Beispielsweise können die Kontaktarme 11 linear geführt und mit Hilfe je einer Schubstange mit der Schaltwelle 4 verbunden sein. Mit Hilfe der Schubstangen wird die Rotationsbewegung der Schaltwelle 4 in eine translatorische Bewegung der Kontaktarme 11 gewandelt. Denkbar ist natürlich auch, dass der Kontaktarm 11 bei Betätigung eine kombinierte Bewegung vollführt, das heißt eine Bewegung, die aus einer Rotation und einer Translation zusammengesetzt ist.
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],
ein mit dem Schaltschloss (3} mechanisch verbundenes
Betätigungselement (10..10"},
eine im Gehäuse (2} drehbar gelagerte Schaltwelle (4], welche mit dem
Schaltschloss (3} mechanisch verbunden ist, und
mehrere Schaltkontakte (5], welche mit der Schaltwelle (4} gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die Achse (A] der Schaltwelle (4} im Wesentlichen in einer durch eine
Längsrichtung (x] und eine Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc] aufgespannten Ebene liegt, wobei die Längsrichtung (x] die Richtung der größten Erstreckung des Schaltgeräts (la..lc] und die Tiefenrichtung (z] eine Richtung normal auf eine
Bedienebene des Schaltgeräts (la..lc] bezeichnet.
2. Schaltgerät (la..lc] nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Achse (A] der Schaltwelle (4} in Längsrichtung (x] oder Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc] ausgerichtet ist.
3. Schaltgerät (la..lc] nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung zwischen Schaltschloss (3} und Schaltwelle (4} durch eine Schubstange (6} gebildet ist.
4. Schaltgerät (la..lc] nacheinem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch genau eine Schaltwelle (4}.
5. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mehrpolig, insbesondere vierpolig, ausgebildet ist.
6. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Schaltschloss (3} angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte (5} durch einen drehbar gelagerte Hebel (10} gebildet ist, dessen Drehachse in Längsrichtung (x] des Schaltgeräts (la..lc]
ausgerichtet ist.
7. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Schaltschloss (3} angeordnetes Betätigungselement zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte (5} durch einen drehbar gelagerte Hebel (10'} gebildet ist, dessen Drehachse in Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc]
ausgerichtet ist und insbesondere mit der Achse (A] der Schaltwelle (4} zusammenfällt.
8. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf der Schaltwelle (4} angeordneter Kontaktarm (11} in einer EIN-Stellung des zugeordneten Schaltkontakts (5} im Wesentlichen parallel zu einer Breitenrichtung (y] des Schaltgerät (la..lc] ausgerichtet ist, welche normal auf die Längsrichtung (x] und die Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc] ausgerichtet ist.
9. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf der Schaltwelle (4} angeordneter Kontaktarm (11} in einer EIN-Stellung des zugeordneten Schaltkontakts (5} im Wesentlichen in der durch die Längsrichtung (x] und die Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc] aufgespannten Ebene liegt.
10. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine EIN-Stellung und eine AUS-Stellung / AUSGELÖST-Stellung eines auf der Schaltwelle (4} angeordneten Kontaktarms (11} im Wesentlichen symmetrisch um die durch die Längsrichtung (x] und die Tiefenrichtung (z] des Schaltgeräts (la..lc] aufgespannten Ebene ausgerichtet sind.
11. Schaltgerät (la..lc] nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass je ein auf der Schaltwelle (4} angeordneter Kontaktarm (11} je einem Pol (7} zugeordnet ist.
12. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pol (7} mehreren auf der Schaltwelle (4} angeordneten Kontaktarmen (11} zugeordnet ist.
13. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten
Überstromauslöser (13}.
14. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten
Fernauslöser (14}.
15. Schaltgerät (la..lc} nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch einen im Schaltschloss (3} integrierten oder mit diesem direkt gekoppelten
Hilfskontakt (15}.
PCT/EP2016/061603 2015-06-01 2016-05-23 Schaltgerät in leistenbauform mit längs ausgerichteter schaltwelle WO2016193040A1 (de)

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