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Niederspannungs-Leistungsschalter mit Lichtbogenraum
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und Schaltmechanismus Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter
mit einem ein Oberteil und ein Unterteil aufweisenden Isolierstoffgehäuse und darin
in nebeneinander angeordneten Kammern befindlichen Polbahnen mit je einem in einen
Lichtbogenraum eingreifenden beweglichen Schaltstück sowie mit einem für die beweglichen
Schaltstücke aller Polbahnen gemeinsamen, in einer der Kammern untergebrachten und
zwischen zwei ortsfesten Trägern gelagerten Schaltmechanismus.
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Bei der Unterbrechung hoher Ströme in Niederspannungs-Leistungsschaltern
der genannten Art entstehen in dem Lichtbogenraum heiße Lichtbogengase, die aus
dem Isolierstoffgehäuse abgeführt werden müssen. Die Lichtbogengase entweichen aber
nicht nur durch die hierfür vorgesehenen Öffnungen an der dem Lichtbogenraum nächstliegenden
Stirnseite des Isolierstoffgehäuses, sondern strömen zum Teil auch in das Innere
des Leistungsschalters hinein.
Die Folgen dieser unerwünschten Gasströmung
können neben einer Verschmutzung auch Beschädigungen von wesentlichen Bauteilen
sein, wodurch die Betriebssicherheit des Schalters beeinträchtigt werden kann. Man
hat deshalb bereits Vorkehrungen gegen die unerwünschte Gasströmung getroffen. Bei
einem durch die US-PS 3 849 751 bekannt gewordenen Niederspannungs-Leistungsschalter
sind nach oben geschlossene Lichtbogenkammern vorgesehen, die zu dem Inneren des
Leistungsschalters hin nur eine zum Durchtritt des beweglichen Schaltstückes erforderliche
schmale Öffnung besitzen. Die Herstellung solcher geschlossenen Lichtbogenkammern
ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.
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Eine andere Bauweise von Niederspannungs-Leistungsschaltern, wie sie
in der US-PS 3 632 939 beschrieben ist, sieht dagegen besondere Maßnahmen gegen
die Ausbreitung von Lichtbogengasen zum Inneren des Leistungsschalters hin nur im
Bereich derjenigen Polbahnen vor, die seitlich von der mit dem Schaltmechanismus
ausgerüsteten Polbahn angeordnet sind. Im Bereich dieser seitlichen Polbahnen ist
das Oberteil des Isolierstoffgehäuses des Leistungsschalters mit einer Rippe versehen,
die eine Trennwand zwischen dem Lichtbogenraum und dem übrigen Innenraum des Isolierstoffgehäuses
bildet und die zugleich als Anschlag für die beweglichen Schaltstücke der betreffenden
Polbahnen in deren Ausschaltstellung dient. In der mittleren, mit dem Schaltmechanismus
versehenen Polbahn ist eine Rippe dieser Art wegen des Raumbedarfs für den Schaltmechanismus
nicht anwendbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Niederspannungs-Leistungsschaltern
der genannten Art auch in der den Schaltmechanismus enthaltenden Kammer des
Isolierstoffgehäuses
einen unerwünschten Gasdurchtritt in Richtung des Schaltmechanismus ohne Verwendung
geschlossener Lichtbogenkammern zu verhindern.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der
den Schaltmechanismus enthaltenden Kammer ein den Durchtritt von Lichtbogengasen
aus dem Lichtbogenraum in Richtung des Schaltmechanismus verhindernder, an den Trägern
des Schaltmechanismus abgestützter und mit einer Anschlagfläche für das bewegliche
Schaltstück dieser Kammer in seiner Ausschaltstellung versehener Schutzkörper angebracht
ist4 Durch die gleichzeitige Verwendung als Anschlag erhält der Schutzkörper in
Richtung des in der Ausschaltstellung befindlichen Schaltstückes die größtmögliche
Erstreckung und damit die beste Schutzwirkung. Der Schutzkörper kann aus einem Isolierwerkstoff,
vorzugsweise aus einem Kunststoff, bestehen.
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In gleicher Weise vorteilhaft für beide Funktionen des Schutzkörpers
ist es, wenn der Schutzkörper zur Anlage an den Trägern des Schaltmechanismus bestimmte
Randflächen und eine zur Abstützung an einem die Träger verbindenden Bolzen bestimmte
Schulter besitzt. Über diese Schulter wird die Anschlagkraft des beweglichen Schaltstückes
auf die Träger des Schaltmechanismus übertragen.
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Im übrigen empfiehlt es sich, zur Befestigung des Schutzkörpers an
beiden Seiten je einen Zapfen vorzusehen, der in ein Langloch Jedes Trägers des
Schaltmechanismus eingreift. Auf diese Weise erhält man in Verbindung mit den erwähnten
Randflächen eine unverdrehbare formschlüssige Halterung des Schutzkörpers, die unbelastet
von den Anschlagkräften des beweglichen
Schaltstückes ist. Diese
Kräfte werden nur über die erwähnte Schulter auf die Träger des Schaltmechanismus
übertragen.
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Mit Hilfe des beschriebenen Schutzkörpers gelingt es, den Lichtbogenraum
gegenüber dem Schaltmechanismus weitgehend zu trennen. Es läßt sich jedoch nicht
verhindern, daß noch Spalte verbleiben, durch die unter Umständen auch geringe Mengen
von Schaltgasen strömen können. Im Rahmen der Erfindung kann Jedoch die Wirksamkeit
dieser Spalte dadurch vermindert werden, daß die dem Lichtbogenraum zugewandte Fläche
des Schutzkörpers ein die Lichtbogengase umlenkendes Profil besitzt.
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Die Gase werden auf diese Weise von den Spalten abgelenkt und verwirbelt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt einen Niederspannungs-Leistungsschalter in einem
Längsschnitt im Bereich einer mit einem Schaltmechanismus versehenen Polbahn.
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In der Fig. 2 ist der Leistungsschalter in der Draufsicht auf das
Unterteil gezeigt.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Schutzkörper in zwei senkrecht zueinander
stehenden Ansichten.
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In der Fig. 5 ist der Schutzkörper im Schnitt entlang der Linie V-V
in Fig. 3 gezeigt.
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Die Fig. 6 zeigt einen anderen Schutzkörper in einer der Fig. 4 entsprechenden
Darstellung.
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Der in der Fig. 1 gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter 1 besitzt
ein aus einem Formpreßstoff hergestelltes Gehäuse 2, das ein Oberteil 3 und ein
Unterteil 4 aufweist. Beide Gehäuseteile liegen entlang einer Teilfuge 5 aufeinander
und sind durch geeignete Befestigungsmittel miteinander-verbunden. Die Strombahn
verläuft durch den Leistungsschalter 1, ausgehend von einer Anschlußvorrichtung
6 über ein feststehendes Schaltstück 7 und ein bewegliches Schaltstück 10 sowie
über einen biegsamen Leiter 11 und einen Heizleiter 12 zu einer weiteren Anschlußvorrichtung
13. Das bewegliche Schaltstück 10 greift in einen Lichtbogenraum 8 ein, der Löschbleche
9 enthält. Ferner ist es durch einen Gelenkbolzen 14 mit einem Schaltstückträger
15 verbunden, der an einer isolierten Schaltwelle 16 befestigt ist. Diese Schaltwelle
dient zum Antrieb der in den benachbarten Kammern des Gehäuses 2 befindlichen weiteren
beweglichen Schaltstücke, von den in der Fig. 2 das Schaltstück 18 sichtbar ist.
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Zum Ein- und Ausschalten des Leistungsschalters 1 von Hand dient ein
aus einem Isolierwerkstoff bestehender Betätigungshandgriff 20, der aus einer Öffnung
21 des Oberteiles 3 des Gehäuses 2 herausragt. Im Inneren des Gehäuses 2 steht der
Betätigungshandgriff 20 mit einem Antriebshebel 22 in Verbindung, der durch Zugfedern
23 mit dem Kniegelenkbolzen 24 eines aus Hebeln 25 und 26 bestehenden Kniehebelsystems
verbunden ist. Der Hebel 25 stützt sich gelenkig an einer Hauptklinke 27 ab, die
an Trägern 30 und 31 (Fig. 2) schwenkbar gelagert ist.
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Der Hebel 26 greift an dem Gelenkbolzen 14 an, der das bewegliche
Schaltstück 10 mit dem Schaltstückträger 15 verbindet. Die Träger 30 und 31 sind
in bekannter Weise als Platinen aus Blech ausgebildet und parallel zu Trennwänden
28 und 29 des Unterteiles angeordnet.
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Im verklinkten Zustand des Leistungsschalters 1 stützt sich die Hauptklinke
27 an einer Sperrlasche 32 ab, die um ein Drehlager 33 an den Trägern 30 und 31
schwenkbar gelagert ist und unter der Wirkung einer Feder 34 an einer Nase 35 einer
Auslösewelle 36 anliegt. Wird die Auslösewelle 36 unter dem Einfluß an sich bekannter
und deswegen nicht näher dargestellter Auslöser im Uhrzeigersinn gedreht, so gelangt
die Nase 35 der Auslösewelle 36 in eine fensterartige Öffnung 37 der Sperrlasche
32, die dann entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird und dabei die Hauptklinke
27 freigibt.
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Diese legt sich unter dem Einfluß der Zugfedern 23 gegen einen Bolzen
40, der die Träger 30 und 31 des beschriebenen Schaltmechanismus miteinander verbindet.
Mit der Schwenkbewegung der Hauptklinke 27 ist eine Veränderung der Richtung des
Kraftangriffes der Zugfedern 23 an dem Kniegelenkbolzen 24 und damit ein Ausknicken
der Kniehebel 25 und 26 verbunden. Dadurch gelangt das bewegliche Schaltstück 10
in seine Ausschaltstellung.
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Die Ausschaltbewegung des beweglichen Schaltstückes 10 wird durch
eine Anschlagfläche 41 eines Schutzkörpers 42 begrenzt, der sich, wie die Fig. 1
zeigt, mit einer Schulter 43 an dem Bolzen 40 abstützt. Der oberhalb des Lichtbogenraumes
8 und bis zur Unterkante 44 des Antriebshebels 22 reichende Raum wird durch den
Schutzkörper 42 bis auf geringe, nicht vollständig zu vermeidende Spalte verschlossen.
In der Breite wird der Lichtbogenraum 8 des Gehäuses 2 gleichfalls durch den Schutzkörper
42 durch Anlage an den Trägern 30 und 31 verschlossen. Weitere Merkmale des Schutzkörpers
42 werden im folgenden anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert.
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Der Schutzkörper 42 hat eine etwa plattenförmige Gestalt und ist zur
Bildung der Anschlagfläche 41 in der Mitte
mit vergrößertem Querschnitt
ausgeführt. An den Seiten besitzt der Schutzkörper 42 je einen Zapfen 45 und 46,
der zum Eingriff in je einem Langloch 47 bzw. 50 der Träger 30 und 31 bestimmt ist.
Ferner weist der Schutzkörper 42 an seinen Seiten Je eine Anlagefläche 51 und 52
für die dem Lichtbogenraum 8 zugewandten Schmalflächen der Träger 30 und 31 auf.
Durch die Zapfen 45 und 46 in Verbindung mit den Anlageflächen 51 und 52 wird der
Schutzkörper 42 derart gehalten, daß er lediglich eine geringe Schiebebewegung ausführen
kann, damit die Schulter 43 zur Anlage an dem Bolzen 40 gelangt.
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Die dem Lichtbogenraum 8 zugewandte Fläche 53 des Schutzkörpers 42
kann abweichend von dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel derart
profiliert sein, wie dies die Fig. 6 zeigt. Die Fläche 53 ist so geformt, daß auf
sie auftreffende Lichtbogengase in den Lichtbogenraum 8 zurückgelenkt und dadurch
verwirbelt werden. Auf diese Weise werden die Gase von den Spalten abgelenkt, die
zwischen dem Schutzkörper 42 und dem Schaltmechanismus, z. B. im Bereich des Antriebshebels
22, verbleiben.
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Der Lichtbogenraum 8 ist unterhalb des Schutzkörpers 42 in bekannter
Weise gegen den Schaltmechanismus durch ein Einsatzstück 60 abgetrennt, das nur
zum Durchtritt des beweglichen Schaltstückes 10 mit einem Schlitz 61 versehen ist.
Zur Aufnahme der Einsatzstücke besitzen die Trennwände 28 und 29 und die Außenwände
des Gehäuses Nuten 62. Auf diese Weise wird der Lichtbogenraum 8 in seiner ganzen
Höhe zwischen dem feststehenden Schaltstück 7 und dem Antriebshebel 22 bzw. dem
inneren schirmartig ausgebildeten Teil 19 des Betätigungshandgriffes 20 gegenüber
dem Schaltmechanismus getrennt.
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4 Ansprüche 6 Figuren