DE19958945A1 - Elektrisches Schaltgerät mit mehreren Gehäuseteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit mehreren Gehäuseteilen mit bestimmten Funktionsaufteilungen, in denen die Schaltelemente angeordnet sind, bei welchem das Gehäuse des Schaltgerätes wenigstens durch eine Unterschale (2) und eine Oberschale (3) gebildet ist, die durch eine waagerechte Teilungsfuge (5; 6) voneinander getrennt sind. Zusätzlich können eine oder mehrere Zwischenschalen (4) vorgesehen sein, die ebenfalls durch waagerechte Teilungsfugen (5; 6) von der Unterschale (2), der Oberschale (3) und untereinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit meh­ reren Gehäuseteilen mit bestimmten Funktionsaufteilungen, in denen die Schaltelemente angeordnet sind.

Herkömmliche Niederspannungs-Leistungsschalter weisen in der Regel eine in der Gebrauchslage vertikal verlaufende Tei­ lungsfuge zwischen der Gehäusevorderwand und der Gehäuserück­ wand auf. Diese beiden Gehäuseteile werden in herkömmlicher Bauweise durch die sich hindurcherstreckenden Zuganker gegen­ seitig zueinander ausgerichtet. Zwischen der Vorderwand und der Rückwand befinden sich die Schaltkammern des Leistungs­ schalters. Es ist folglich erforderlich, zum Zweck der War­ tung oder der Reparatur der Schaltkontaktsysteme bei her­ kömmlichen Leistungsschaltern die Rückwand abzunehmen, um den Zugang zu den entsprechenden Baugruppen zu erhalten. Nach der Durchführung der entsprechenden Arbeiten sind die Vorderwand und die Rückwand wieder zusammenzufügen. In herkömmlicher Bauweise erfolgt dabei die gegenseitige Ausrichtung der Gehäuseteile mittels der Zuganker durch eine Einengung der Durchgangslöcher. Bei dieser Ausführung ergeben sich bei der Herstellung der Gehäuseteile und der für ihre Herstellung erforderlichen Preßwerkzeuge erhebliche Schwierigkeiten. Einerseits sind enge Toleranzen bei der Fertigung er­ forderlich, andererseits können bei der Montage Probleme durch Klemmen der Schrauben auftreten, da die genannten Durchgangslöcher durch verhältnismäßig hohe und dadurch la­ bile Stifte im Preßwerkzeug gebildet werden. Diese Stifte können durch die Preßkraft und die Verdrängung von Formmasse elastisch verformt werden, wodurch die Durchgangsbohrungen für die Zuganker außer Flucht geraten können.

Ein Niederspannungs-Leistungsschalter der hier betrachteten herkömmlichen Bauart ist beispielsweise in der US-PS 4,764,650 gezeigt. Dieser Niederspannungs-Leistungsschalter ist mit einer vertikalen Fuge zwischen der Vorderwand und der Rückwand mit bestimmten Funktionsaufteilungen versehen und zeigt die zwischen den in beiden Gehäuseteilen angeordneten Schalterelemente, was die Notwendigkeit einer einwandfreien paßgerechten gegenseitigen Ausrichtung der Gehäuseteile er­ kennbar werden läßt, um die einwandfreie Funktion des Schal­ ters zu gewährleisten.

In der US-PS 4,899,253 ist ein Niederspannungs-Leistungs­ schalter gezeigt, bei dem ein zusätzliches Element zur Ver­ stärkung der Verbindung zwischen den Gehäuseteilen eingesetzt wird. Dieses schwalbenschwanzförmige Element ist zwischen den Gehäuseteilen angeordnet und erstreckt sich entlang der Sei­ tenwände der Gehäuseteile innerhalb eines Kanals, der durch beide Gehäuseteile gebildet wird, um das Element aufzunehmen. Dieses Element dient zur Erhöhung der Festigkeit der Verbin­ dung der Gehäuseteile im Hinblick auf die Kraftübertragung, trägt aber höchstens in einer Ebene, nämlich der horizonta­ len, zur gegenseitigen Ausrichtung der Gehäuseteile bei. Auch weist es einen verhältnismäßig hohen Materialaufwand und ei­ nen zusätzlichen Montageaufwand auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesen erheblichen Aufwand zu verringern. Diese Aufgabe wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Schaltgerätes wenigstens durch eine Unterschale und eine Oberschale gebil­ det ist, die durch eine waagerechte Teilungsfuge voneinander getrennt sind. Zusätzlich können bei Bedarf noch eine oder mehrere Zwischenschalen vorgesehen werden, die ebenfalls durch waagerechte Teilungsfugen von der Unterschale, der Oberschale und untereinander getrennt sind.

Zur einwandfreien paßgerechten Ausrichtung (Zentrierung) der einzelnen Gehäuseschalen können die Oberschale, die Unter­ schale und die Zwischenschalen an den Teilungsfugen verzahnt sein und/oder mit formschlüssigen Ausrichtanordnungen an den zusammenzufügenden Gehäuseschalen versehen sein, derart, daß beim Zusammenbau der Schalterteile die gegenseitige Ausrich­ tung zwangsläufig durch diese formschlüssigen Ausrichtanord­ nungen herbeigeführt wird.

Vorteilhaft sind die formschlüssigen Ausrichtanordnungen an den Gehäuseschalen angeformt. Die formschlüssigen Aus­ richtanordnungen sind, zweckmäßig an den Außenwänden der Ge­ häuseschalen angeordnet.

Es können aber auch an anderen geeigneten Stellen der Gehäu­ seschalen formschlüssige Ausrichtanordnungen vorgesehen sein, beispielsweise an den Phasentrennwänden. Das ist insbesondere bei großen Schaltgeräten, wie Leistungsschaltern mit Einzelpolöffnung erforderlich, die für jeden Pol einen Koppelbolzen aufweisen, um diese axial zu sichern.

Diese formschlüssigen Ausrichtanordnungen können vorteilhaft als angeformte Fahnen an einer der beiden zusammenzufügenden Gehäuseschalen ausgebildet sein und als Ausnehmungen zur Auf­ nahme der genannten Fahnen in der anderen der zusammenzufü­ genden Gehäuseschalen.

Die angeformten Fahnen an der einen Gehäuseschale und die Aussparungen in der anderen Gehäuseschale sind dabei zweckmä­ ßig so ausgebildet, daß nach dem Beginn des Eingreifens der Fahnen in die Aussparungen, wenn die Gehäuseschalen also be­ reits gegenseitig ausgerichtet, aber noch nicht vollständig zusammengefügt sind, noch durchgehende Fenster vorhanden sind.

Vorteilhaft sind die Positionen und die Größen der form­ schlüssigen Ausrichtanordnungen so gewählt, daß vor dem end­ gültigen Zusammenfügen der Gehäuseschalen, in einer Position, in welcher die Schalterelemente, die bereits an diesen Gehäu­ seschalen montiert sind, auch schon aufeinander ausgerichtet sind, noch Schalterteile, insbesondere Verbindungsteile mon­ tiert werden können.

Zweckmäßig ist, beispielsweise bei Niederspannungs-Leistungs­ schaltern, wenigstens eine angeformte Ausrichtanordnung so positioniert und größenmäßig ausgebildet, daß im oben be­ schriebenen Zustand Wellen oder andere Verbindungsteile, bei­ spielsweise ein oder mehrere Koppelbolzen zwischen dem Kon­ takt und dem Antrieb, eingesetzt werden können, die nach dem vollständigen Zusammenfügen der Gehäuseschalen durch die Fah­ nen der formschlüssigen Ausrichtanordnungen seitlich fixiert sind. Dadurch ist eine axiale Sicherung des entsprechenden Teils, beispielsweise eines Koppelbolzens, ohne weitere Si­ cherungselemente gewährleistet, da wie oben erwähnt auch in den Phasentrennwänden Ausrichtanordnungen vorgesehen sein können, sofern das erforderlich ist.

Die Lichtbogenlöschkammer, gegebenenfalls der Schaltgasdämp­ fer und der Lichtbogenlöschkammer-Deckel sind vorteilhaft in die Oberschale integriert. Es sind folglich hierfür keine speziellen Teile erforderlich. Der Schaltgasausstoß erfolgt durch die Oberschale.

Zweckmäßig ist auch die Montageplatte für die Hilfsauslöser in eine Gehäuseschale integriert. Dadurch ist es möglich, die Kabelführung von den Sensoren zum Überstromauslöser inner­ halb einer Gehäuseschale vorzusehen und nicht über eine Ge­ häusetrennung verlaufen zu lassen. Das bedeutet, daß eine Be­ schädigungsgefahr der Verbindungsleitungen, die beim Abnehmen beispielsweise der Rückwand eines Niederspannungs-Leistungs­ schalters zu Wartungs- oder Reparaturzwecken, besteht, ver­ mieden wird.

Die Lagerschalen für die Schaltwelle sind, vorteilhaft in ei­ ner der waagerechten Teilungsfugen, in die Gehäusewand inte­ griert. Dadurch können zusätzliche Bauteile für die Lagerung der Schaltwelle eingespart werden.

Die Anschlußschienen des Schaltgerätes sind vorteilhaft durch Austrittsöffnungen in den Teilungsfugen herausgeführt. Durch diese Anordnung wird beim Zusammenfügen der Gehäuseschalen mittels der Seitenwände der Austrittsöffnungen bei eingeleg­ ten Anschlußschienen eine zusätzliche Ausrichtwirkung auf die Gehäuseschalen realisiert.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an­ hand eines bevorzugten, den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränkenden Beispiels, unter Bezugnahme auf die zugehö­ rige Zeichnung, näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Vorderseite eines erfindungsgemäßen elektrischen Schaltgerä­ tes, zum Beispiel eines Niederspannungs-Leistungsschalters, von vorn rechts.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Rückseite des elektrischen Schaltgerätes gemäß der Fig. 1, von hinten links.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Vorderseite eines erfindungsgemäßen elektrischen Schaltgerä­ tes. Für das Ausführungsbeispiel wird eine Anwendung der Er­ findung für das Gehäuse eines Niederspannungs-Leistungsschal­ ters 1 gewählt. Das Gehäuse besteht aus einer Unterschale 2, einer Oberschale 3 und einer Zwischenschale 4, die durch waagerechte Teilungsfugen 5; 6 voneinander getrennt sind.

An der Vorderseite des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 sind die Befestigungslöcher 7 für den nicht dargestellten Schalterantrieb und die Durchtrittsöffnung 8 für das eben­ falls nicht dargestellte Schaltgestänge vorgesehen.

Zur einwandfreien paßgerechten Ausrichtung (Zentrierung) der einzelnen Gehäuseschalen sind die Unterschale 2, die Ober­ schale 3 und die Zwischenschale 4 an den Teilungsfugen 5; 6 mit Ausrichtanordnungen 9 versehen, derart, daß beim Zusam­ menbau der Schalterteile die gegenseitige Ausrichtung zwangs­ läufig durch diese formschlüssigen Ausrichtanordnungen 9 her­ beigeführt wird.

Diese formschlüssigen Ausrichtanordnungen 9 sind in der Tei­ lungsfuge 5 an der Oberschale 3 als angeformte Fahnen 10 an den beiden Seiten (eine Seite nicht sichtbar) ausgebildet und als Ausnehmungen 11 zur Aufnahme der genannten Fahnen 10 in der Zwischenschale 4. In der Teilungsfuge 6 sind an der Zwi­ schenschale 4 angeformte Fahnen 13 (eine Seite nicht sicht­ bar) und an der Unterschale 2 Ausnehmungen 14 zur Aufnahme der angeformten Fahnen 13 vorgesehen.

Die Ausblasöffnungen 12 der in der Oberschale 3 integriert angeordneten Lichtbogenlöschkammer treten oben aus der Ober­ schale 3 aus.

In der Teilungsfuge 5 zwischen der Oberschale 3 und der Zwi­ schenschale 4 sind die Lagerschalen 15 für die Schaltwelle in die Gehäusewände integriert. Dadurch können zusätzliche Bau­ teile für die Lagerung der Schaltwelle eingespart werden. Die Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 gemäß der Fig. 1, von hinten links. Hier sind die bereits erläuterten Schalterteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in der Fig. 1. Ergänzend werden die aus den Teilungsfugen 5; 6 austretenden oberen und unteren Anschlußschienen 16; 17 ge­ zeigt, deren Austrittsöffnungen 18; 19 durch ihre Anordnung in den Teilungsfugen zusammen mit den Anschlußschienen eine zu­ sätzliche Ausrichtwirkung auf die Gehäuseschalen 2; 3; 4 aus­ üben.

Die erfindungsgemäße Lösung weist folgende Vorteile auf:

• - Verbesserung der Gehäusefestigkeit in der Richtung der Kraftbeanspruchung durch Krafteinwirkung aus Kontaktkraftfe­ dern und Kurzschlußbeanspruchung. Die bisher übliche Kraft­ aufnahme durch Zuganker zum Zusammenhalten der Vorderwand und der Rückwand entfällt. Die Kräfte treten bei dieser Ausfüh­ rung in ein und demselben Teil auf und werden von diesem auf­ genommen, ohne daß irgendeine Fuge durch Kräfte aufnehmende Elemente, wie Zuganker überbrückt werden muß. Das heißt, die vorher vorhandenen auf die Gehäuseteile, wie Vorder- und Rückwand des Niederspannungs-Leistungsschalters wirkenden auseinanderstrebenden Kräfte werden von der Gehäuseschale nun in sich aufgefangen.
• - Durch die Positionierung der Schaltwelle in der Teilungs­ fuge zwischen zwei übereinander angeordneten Gehäuseschalen und die Integrierung der Lagerschalen in dieselben, sind keine gesonderten Lagerelemente mehr erforderlich.
• - Minimierung der Montagezeit bei der Fertigung. Bei der Mon­ tage des Schalters sind die unteren Anschlußschienen mit den bewegbaren Kontakten von unten in die Unterschale einsteck­ bar. Durch die Zugänglichkeit der Koppelstelle von oben ist eine einfache Kopplung mit der freiliegenden Schaltwelle mög­ lich. Das heißt, es ist ein einfacher unkomplizierter Zugang zu Teilen, die einem Verschleiß unterliegen gegeben. Die Mon­ tage der oberen Anschlußschiene erfolgt in der Oberschale.
• - Minimierung der Toleranzen bei Hilfskontakten für die Steuerung und Meldung. Relevante, zusammengehörende und zu­ sammenwirkender Teile sind in einem Schalterteil gemeinsam angeordnet und es treten keine Toleranzen durch den Zusammen­ bau der Schalterteile auf.
• - Auf Grund der in die Oberschale eingefügten Lichtbogenkam­ mern ist eine leichte Revision der Schaltkontakte durch ein­ faches Abheben der Oberschale möglich, weil diese nach dem Abheben der Oberschale gut sichtbar sind und offen liegen.
• - Durch den integrierten Lichtbogen-Kammerdeckel wird der Aufwand an Verbindungstechnik verringert. Es sind keine Spalte vorhanden, die durch aufwendige Labyrinthe gesichert werden müssen. Der Ausblasdeckel ist Bestandteil der Ober­ schale und es sind keine Fugen vorhanden, die abgedichtet werden müssen.
• - Für die Kabel von den Sensoren zu den Überstromauslösern und Anzeigeinstrumenten können schon bei der Fertigung der Gehäuseteile Kanäle vorgesehen werden. Die Kabel können nicht beschädigt werden. Es sind keine Maßnahmen, wie mit Scharnier angelenkte Rückwand, nötig, um eine Beschädigung (abreißen) der empfindlichen Stromleitungen zwischen den Stromwandlern und den vorn liegenden Überstromauslösern zu vermeiden.
• - Es ist eine problemlose Zerlegung des Leistungsschalters zu Reparatur- und Wartungsarbeiten möglich.

Claims (17)

1. Elektrisches Schaltgerät mit mehreren Gehäuseteilen mit bestimmten Funktionsaufteilungen, in denen die Schaltelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Schaltgerätes wenigstens durch eine Un­ terschale (2) und eine Oberschale (3) gebildet ist, die durch eine waagerechte Teilungsfuge (5; 6) voneinander getrennt sind.

2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Zwischenschalen (4) vorgesehen sind, die durch waagerechte Teilungsfugen (5; 6) von der Unterschale (2), der Oberschale (3) und untereinander getrennt sind.

3. Elektrisches Schaltgerät nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschale (3), die Unterschale (2) und die Zwischen­ schalen (4) an den Teilungsfugen (5; 6) verzahnt sind.

4. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Ausrichtung (Zentrierung) der Gehäuse­ schalen (2 bis 4) formschlüssige Ausrichtanordnungen (9) an den zusammenzufügenden Gehäuseschalen (2 bis 4) vorgesehen sind, durch welche beim Zusammenbau des Nieder­ spannungs-Leistungsschalters (1) die gegenseitige Ausrichtung der Schalterteile zwangsläufig gewährleistet ist.

5. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) an den Gehäu­ seschalen (2 bis 4) angeformt sind.

6. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) an den Außen­ wänden der Gehäuseschalen (2 bis 4) angeordnet sind.

7. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) zusätzlich an den Phasentrennwänden (12) und anderen geeigneten Positionen der Gehäuseschalen (2 bis 4) vorgesehen sind.

8. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) an einer der beiden zusammenzufügenden Gehäuseschalen (2 bis 4) als ange­ formte Fahnen (10; 13)ausgebildet sind und in der anderen zu­ sammenzufügenden Gehäuseschale (2 bis 4) als Ausnehmungen (21; 14) zur Aufnahme der genannten Fahnen (10; 13).

9. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angeformten Fahnen (10; 13) an der einen Gehäuseschale (2 bis 4) und die Ausnehmungen (11; 14) in der anderen Gehäu­ seschale (2 bis 4) so ausgebildet sind, daß nach dem Beginn des Eingreifens der Fahnen (10; 13) in die Ausnehmungen (11; 14) durchgehende Fenster vorhanden sind.

10. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen und die Größen der formschlüssigen Aus­ richtanordnungen (9) so gewählt sind, daß vor dem endgültigen Zusammenfügen der Gehäuseschalen (2 bis 4), aber nach dem In­ eingriffbringen der formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) noch Schalterteile durch die durchgehenden Fenster (15) mon­ tierbar sind.

11. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine angeformte Ausrichtvorrichtung (9) so po­ sitioniert und größenmäßig ausgebildet ist, daß durch das durchgehende Fenster die Koppelbolzen zwischen dem Kontakt und dem Antrieb, einsetzbar oder entnehmbar sind.

12. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbolzen nach dem vollständigen Zusammenfügen der Gehäuseschalen durch die Fahnen (10; 13) der formschlüssigen Ausrichtanordnungen (9) seitlich fixiert sind.

13. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlöschkammer, der Schaltgasdämpfer und der Lichtbogenlöschkammer-Deckel in die Oberschale (3) integriert sind.

14. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatte für die Hilfsauslöser in einer Gehäuse­ schale (2 bis 4) integriert ist.

15. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelführung von den Sensoren zum Überstromauslöser innerhalb einer Gehäuseschale (2 bis 4) vorgesehen ist.

16. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (15) für die Schaltwelle in den Gehäu­ sewänden der Gehäuseschalen (2 bis 4) integriert sind.

17. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (16; 17) des Schaltgerätes durch Aus­ trittsöffnungen (18; 19) in den Teilungsfugen (5; 6) herausge­ führt sind.