DE102004048836A1

DE102004048836A1 - Schaltkontaktanordnung für einen elektrischen Schalter und elektrischer Schalter mit einer Schaltkontaktanordnung

Info

Publication number: DE102004048836A1
Application number: DE200410048836
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bach; Michael Hahn; Detlev Dipl.-Ing. Schmidt; Günter Dipl.-Ing. Seidler; Sezai TÜRKMEN; Artur Wajnberg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-06
Also published as: WO2006034963A1

Abstract

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und bezieht sich auf eine Schaltkontaktanordnung (8) für einen elektrischen Schalter (1) mit einem Kontaktschalter (9), mit an dem Kontakthalter schwenkbar gelagerten Kontakthebeln (10) und mit zumindest einem Anschlagelement, an dem zumindest einer der Kontakthebel in seiner offenen Stellung unter der Kraft einer Kontaktkraftfeder abgestützt ist, wobei das Anschlagelement in einer Ausnehmung des Kontakthalters fixiert ist, die auf der dem Kontakthebel zugewandten Seite offen ist. DOLLAR A Um die Schaltkontaktanordnung montagetechnisch einfacher und somit kostengünstiger zu gestalten, ist vorgesehen, dass die Ausnehmung von einer parallel zur Schwenkachse der Kontakthebel verlaufenden Bohrung (25) im Kontakthalter und das Anschlagelement von einem die Bohrung (25) durchgreifenden Bolzen (15; 27; 28; 35; 36; 41; 42) gebildet ist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und bezieht sich auf eine Schaltkontaktanordnung für einen elektrischen Schalter mit einem Kontakthalter, mit an dem Kontakthalter schwenkbar gelagerten Kontakthebeln und mit zumindest einem Anschlagelement, an dem zumindest einer der Kontakthebel in seiner offenen Stellung unter der Kraft einer Kontaktkraftfeder abgestützt ist, wobei das zumindest eine Anschlagelement in einer Ausnehmung des Kontakthalters fixiert ist, die auf der dem zumindest einen Kontakthebel zugewandten Seite offen ist.

Eine derartige Schaltkontaktanordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 197 27 696 A1 bekannt. – Bei dieser bekannten Schaltkontaktanordnung werden mehrere einzelne, den Kontakthebeln zugeordnete Anschlagelemente von der den Kontakthebeln zugewandten Seite in entsprechend mehrere zugeordnete, als Aussparungen ausgebildete Ausnehmungen eingesetzt und beispielsweise durch Kleben oder Verschrauben fixiert. Bei der Montage dieser bekannten Schaltkontaktanordnung müssen die Kontaktkraftfedern mittels einer Spezialvorrichtung vorgespannt werden, um die unter der Kraft der Kontaktkraftfedern stehenden Kontakthebel zueinander exakt fluchtend so auszurichten, dass ein als Schwenklager für die Kontakthebel dienender Lagerbolzen durch an den Bolzendurchmesser angepasste Bohrungen der Kontakthebel geführt werden kann.

Ausgehend von einer Schaltkontaktanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ( DE 197 27 696 A1 ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schaltkontaktanordnung montagetechnisch einfacher und somit kostengünstiger zu gestalten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Ausnehmung von einer parallel zur Schwenkachse der Kontakthebel verlaufenden Bohrung im Kontakthalter und das Anschlagelement von einem die Bohrung durchgreifenden Bolzen gebildet ist.

Bei einer derartigen Ausgestaltung kann im Unterschied zu der bekannten Bauform das Anschlagelement nach dem Einsetzen der Kontaktkraftfedern und nach der Montage der Kontakthebel auf dem am Kontakthalter gehaltenen Lagerbolzen in den Kontakthalter eingesetzt werden. Dadurch können die Kontaktkraftfedern, die Kontakthebel und die als Schwenklager der Kontakthebel dienenden Lagerbolzen kraftlos vormontiert werden, wodurch insbesondere auf die bisher erforderliche Spezialvorrichtung zum Vorspannen der Kontaktkraftfedern und zum Ausrichten der Kontakthebel verzichtet werden kann. Für das anschließende Einsetzen des als Anschlagelement dienenden Bolzens ist lediglich ein entsprechendes Schwenken der Kontakthebel entgegen der Federkraft der Kontaktkraftfedern, jedoch keine exakt fluchtende Ausrichtung der Kontakthebel erforderlich. Das ermöglicht den Verzicht auf die bisher erforderliche Spezialvorrichtung.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Schaltkontaktanordnung sieht vor, dass der Bolzen radial verliersicher gehalten ist.

Bevorzugt kann der Bolzen eine kreisförmige oder polygone Querschnittsform aufweisen. Bei kreisförmiger Querschnittsform kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass zumindest ein erster axialer Abschnitt des Bolzens, an dem der zumindest eine der Kontakthebel abgestützt ist, eine Abflachung aufweist.

Um eine vorgegebene Schwenkstellung (Anstellwinkel) der Kontakthebel in ihrer offenen Stellung gegenüber dem Kontakthal ter einzustellen, kann vorgesehen werden, dass der Bolzen exzentrisch ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der neuen Schaltkontaktanordnung sieht vor, dass der Bolzen zumindest einen zweiten axialen Abschnitt aufweist, der zwischen benachbarte der Kontakthebel eingreift. Durch eine derartige Gestaltung wird das Spiel der Schaltkontaktanordnung minimiert und insbesondere einer Verformung der mit flexiblen Leitern verbundenen Enden der Kontakthebel entgegengewirkt. Dies erlaubt es, bei gleicher Schaltleistung geringere Kontaktkräfte und damit einen geringer dimensionierten Antriebsmechanismus zum Betätigen der Schaltkontaktanordnung vorzusehen, wodurch die Energiebilanz des gesamten Schaltgerätes verbessert wird.

Um für verschiedene Kontakthebel verschiedene Anstellwinkel einzustellen kann weiterhin vorgesehen sein, dass zumindest der erste axiale Abschnitt des Bolzens, an dem ein erster der Kontakthebel abgestützt ist, und zumindest ein dritter axialer Abschnitt des Bolzens, an dem ein zweiter der Kontakthebel abgestützt ist, unterschiedliche radiale Ausdehnungen aufweisen.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der neuen Schaltkontaktanordnung sind in den 1 bis 15 dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einer Schaltkontaktanordnung,
2 und 3 eine erste Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung mit einem als zylindrischer Bolzen ausgebildeten Anschlagelement,
4 und 5 eine zweite Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung, bei der das Anschlagelement ein kammartiger zylindrischer Bolzen ist,
6 und 7 eine dritte Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung bei der das Anschlagelement ein exzentrischer Bolzen ist,
8 bis 11 eine vierte und eine fünfte Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung, bei der das Anschlagelement als abgeflachter zylindrischer Bolzen bzw. als abgeflachter zylindrischer, kammartiger Bolzen ausgebildet ist und
12 bis 15 eine sechste und siebente Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung, bei der das Anschlagelement ein prismatischer Bolzen mit polygoner Grundfläche bzw. prismatischer, kammartiger Bolzen ausgebildet ist.
Die 1 zeigt einen elektrischen Schalter 1 in Form eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit einem Schaltkontaktsystem und einer zugeordneten Lichtbogen-Löscheinrichtung 2. Das Schaltkontaktsystem ist in einem Schaltpolgehäuse unterhalb der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2 angeordnet, das aus zwei schalenartigen Gehäuseteilen 3 und 4 besteht. Die Wandungen der schalenartigen Gehäuseteilen 3 und 4 bilden dabei neben mehreren Polkammern 5.
Das Schaltkontaktsystem besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 6, die mit einer oberen Anschlussschiene 7 verbunden ist, und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 8. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 8 weist dabei einen schwenkbaren Kontakthalter 9 und mehrere Kontakthebel 10 auf. Die Kontakthebel 10 sind auf einem an dem Kontakthalter 9 endseitig fixierten Lagerbolzen 11, der die Schwenkachse der Kontakthebel 10 bildet, parallel zueinander schwenkbar angeordnet. An einem oberen Hebelarm der Kontakthebel liegen jeweils zwei Kontaktkraftfedern 12 an, die am Kontakthalter 9 abgestützt sind. Der untere Hebelarm der Kontakthebel 10, der über flexible Leiter 13 mit einer unteren Anschlussschiene 14 verbunden ist, ist jeweils über ein Anschlagelement in Form eines Bolzens 15 an dem Kontakthalter 9 abgestützt.
Der Bolzen 15 ist vorzugsweise aus Stahl, um den hohen Beanspruchungen als Anschlagelement über die gesamte Lebensdauer des Schaltgerätes ohne störende Veränderung der Geometrie der Schaltkontaktanordnung gerecht zu werden.
Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 8 ist in bekannter Weise über eine in der 1 nur schematisch angedeutete Hebelanordnung 16 mit einer Schaltwelle 17 gekoppelt. Die Schaltwelle 17 dient gleichzeitig zum Antrieb nicht weiter dargestellter, parallel zu dem gezeigten Schaltkontaktsystem angeordneter weiterer Schaltkontaktsysteme. Sie ist mittels einer Antriebsvorrichtung 18 aus einer AUS-Position, bei der das Schaltkontaktsystem offen ist, in eine EIN-Position, bei der das Schaltkontaktsystem geschlossen ist, zu überführen. Die Antriebsvorrichtung 18 weist einen mit einem Federspeicher 19 versehenen Antrieb 20, einen den Antrieb 20 mit der Schaltwelle 17 koppelnden Antriebsstrang 21 und ein Schaltschloss 22 auf. Das Schaltschloss 22 weist in bekannter Weise zwei Verklinkungseinrichtungen auf, von denen eine erste zum Verklinken des gespannten Federspeichers 19 und die zweite zum Verklinken der entgegen der Kraft der Kontaktkraftfedern 12 in ihre EIN-Position überführte Schaltwelle 17 dient.
Gemäß der 2 und 3 ist der Bolzen 15 in einer ersten Ausführungsform der neuen Schaltkontaktanordnung als Vollzylinder ausgebildet und weist eine kreisförmige Querschnittsform auf. Er durchgreift eine Bohrung 25 im Kontakthalter 9, die parallel zur Schwenkachse der Kontakthebel 10 d.h. parallel zum Lagerbolzen 11 verläuft. Durch die Bohrung 25 sind auf der dem Kontakthebel zugewandten offenen Seite der Bohrung 25 zwei Hinterschneidungen 26 gebildet, mittels derer der Bolzen im Kontakthalter radial verliersicher gehalten ist.
Gemäß der 4 bis 7, die eine zweite und eine dritte Ausführungsform zeigen, bei denen der Bolzen 27 bzw. 28 kammartig ausgebildet ist, sind die Kontakthebel 10 an ersten axialen Abschnitten 30 bzw. 31 des Bolzens 27 bzw. 28 abgestützt. Zwischen diesen ersten Abschnitte 30 bzw. 31 weist der Bolzen 27 bzw. 28 mehrere in der geschlossenen Stellung des Schaltkontaktsystems jeweils zwischen benachbarte der Kontakthebel 10 eingreifende zweite axiale Abschnitte 32 bzw. 33 in Form von Bunden auf.
Während der Bolzen 27 gemäß der 4 und 5 rotationssymmetrisch ist und daher keine Verdrehsicherung erfordert, ist der Bolzen 28 gemäß der 6 und 7 exzentrisch und sollte auf geeignet Weise gegen Verdrehen gesichert sein. Der exzentrische Bolzen bietet den Vorteil, dass die Schwenkstellung der Kontakthebel 10 (Anstellwinkel) in ihrer abgestützten Position gegenüber dem Kontakthalter auf einfache Weise durch Drehen des Bolzens 28 eingestellt werden kann. Ein Einstellen des Anstellwinkels ohne Veränderung des Kontakthalters 9 ist natürlich auch durch Einsatz eines Bolzens mit entsprechender Dicke möglich.
Gemäß der 8 bis 11 weist in einer vierten und fünften Ausführungsform der Schaltkontaktanordnung zumindest ein axialer Abschnitt des Bolzens 35 bzw. 36, an dem der zumindest eine der Kontakthebel 10 abgestützt ist, eine Abflachung 37 bzw. 38 aufweist.
Gemäß der 8 und 9 erstreckt sich die Abflachung 37 über die gesamte axiale Läge L des Bolzens 35. Sie kann sich jedoch gemäß der 10 und 11 auch nur über die den Kontakthebeln gegenüberstehenden ersten radialen Abschnitte 39 des Bolzens 36 erstrecken, während zweiten axiale Abschnitte 40 Bunde bilden, die wie schon bei den Ausführungsformen ge mäß der 4 bis 7 zwischen benachbarte der Kontakthebel 10 eingreifen.
Auch hier kann durch die Wahl eines Bolzens mit entsprechend tiefer Abflachung der Anstellwinkel der Kontakthebel eingestellt werden ohne den Kontakthalter selbst verändern zu müssen.
Anstelle eines zylindrischen Bolzens kann auch ein prismatischer Bolzen mit polygoner Querschnittsfläche verwendet werden. So zeigen die 12 bis 15 eine sechste und eine siebente Ausführungsform mit einem Bolzen 41 bzw. 42 mit sechseckiger Querschnittsfläche.
Dabei weist die siebente Ausführungsform, die in den 14 und 15 gezeigt ist, wie schon die in den 4 bis 7 sowie 10 und 11 gezeigten Ausführungsformen, neben ersten radialen Abschnitten 43, an denen die Kontakthebel abgestützt sind, zweite radiale Abschnitte 44 auf, die kammartig zwischen benachbarte Kontakthebel 10 eingreifen.
Es ist bekannt, dass der Energiebedarfs beim Einschalten reduziert werden kann, wenn Kontakthebel, die Hauptkontakte aber keine Vorkontakte aufweisen, einen anderen Anstellwinkel aufweisen als Kontakthebel mit Vor- und Hauptkontakten (WO 02/27739 A1). Dies kann bei der erfindungsgemäßen Schaltkontaktanordnung dadurch realisiert werden, dass zumindest ein erster axialer Abschnitt 30 des Bolzens 27, an dem ein erster der Kontakthebel 10 abgestützt ist, und zumindest ein dritter axialer Abschnitt 45 des Bolzens 27, an dem ein zweiter der Kontakthebel 10 abgestützt ist, unterschiedliche radiale Ausdehnungen aufweisen, wie dies in der 5 gezeigt ist.

Claims

Schaltkontaktanordnung (8) für einen elektrischen Schalter (1) mit einem Kontakthalter, mit an dem Kontakthalter (9) schwenkbar gelagerten Kontakthebeln (10) und mit zumindest einem Anschlagelement, an dem zumindest einer der Kontakthebel in seiner offenen Stellung unter der Kraft einer Kontaktkraftfeder abgestützt ist, wobei das Anschlagelement in einer Ausnehmung des Kontakthalters fixiert ist, die auf der dem Kontakthebel (10) zugewandten Seite offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass, die Ausnehmung von einer parallel zur Schwenkachse der Kontakthebel verlaufenden Bohrung (25) im Kontakthalter und das Anschlagelement von einem die Bohrung durchgreifenden Bolzen (15; 27; 28; 35; 36; 41; 42) gebildet ist.
Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, der Bolzen (15; 27; 28; 35; 36; 41; 42) radial verliersicher gehalten ist.
Schaltkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, der Bolzen (15; 27; 28; 35; 36) eine kreisförmige Querschnittsform aufweist.
Schaltkontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest ein axialer Abschnitt (L; 39) des Bolzens (35; 36), an dem der zumindest eine der Kontakthebel (10) abgestützt ist, eine Abflachung (37; 38) aufweist.
Schaltkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, der Bolzen (41; 42) eine polygone Querschnittsform aufweist.
Schaltkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Bolzen (28) exzentrisch ist.
Schaltkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Bolzen (27; 28; 36; 42) zumindest einen zweiten axialen Abschnitt (32; 33; 40; 44) aufweist, der zwischen benachbarte der Kontakthebel (10) eingreift.
Schaltkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest ein erster axialer Abschnitt (30) des Bolzens (27), an dem ein erster der Kontakthebel (10) abgestützt ist, und zumindest ein dritter axialer Abschnitt (45) des Bolzens (27), an dem ein zweiter der Kontakthebel (10) abgestützt ist, unterschiedliche radiale Ausdehnungen aufweisen.
Elektrischen Schalter (1) mit einer Schaltkontaktanordnung (8), dadurch gekennzeichnet, dass, die Schaltkontaktanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.