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EP 1 478 003 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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26.10.2005 Patentblatt 2005/43 |
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Anmeldetag: 19.03.2004 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)7: H01H 71/02 |
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Leistungsschalter
Circuit breaker
Disjoncteur
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
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Priorität: |
16.05.2003 DE 10323094
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.11.2004 Patentblatt 2004/47 |
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Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Dahl, Jörg-Uwe
14542 Werder (DE)
- Kruschke, Michael
16727 Schwante (DE)
- Liebetruth, Marc
16548 Glienicke (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 859 387 US-A- 4 899 253
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US-A- 4 218 596
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit den im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Merkmalen (DE 197 39 702 C1 und EP-A-0859387).
[0002] Im Kurzschlussfall treten in Leistungsschaltern hohe Betriebskräfte, wie beispielsweise
Gasdruck- und Stromschleifenkräfte, auf. Diese wirken auf die beteiligten Komponenten,
insbesondere die miteinander verschraubten Gehäuseteile, welche die Schaltkammern
beinhalten, die Kontaktträger, die Schaltwelle sowie deren Lager und Abstützung, welche
unter den Belastungen verformt werden. Durch diese Verformungen, insbesondere aufgrund
der damit verbundenen Verringerung der Kontaktkräfte an den zusammenwirkenden Schaltkontakten,
sinkt die Stoßstromtragfähigkeit des Leistungsschalters.
[0003] Eine bekannte Maßnahme zur Vermeidung dieser Problematik ist das Erhöhen der Kontaktkräfte.
Dies zieht allerdings auch eine Erhöhung der Antriebskräfte und damit eine stärkere
Dimensionierung aller Antriebsteile nach sich.
[0004] Aus der US 4,899,253 ist weiterhin bekannt, die Festigkeit eines zusammengesetzten
Schaltergehäuses durch formschlüssig wirkende Mittel wie insbesondere Schwalbenschwanz-Leisten
und korrespondierende Nuten zu verbessern. Diese Mittel wirken allerdings lediglich
in der Breite und nicht in der Tiefe des Schalters.
[0005] Eine Gehäusekonstruktion mit Stahlkomponenten oder dergleichen ist neben den Problemen
der erforderlichen Isolierung nicht mehr zeitgemäß, unwirtschaftlich und schwer zu
handhaben.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des bekannten Standes der Technik
zu vermeiden und einen Leistungsschalter zu schaffen, welcher sich durch einen einfach
realisierbaren, verformungsarmen Aufbau auszeichnet und eine hohe Stoßstromtragfähigkeit
mit geringen erforderlichen Kontaktkräften aufweist.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein erstes und
ein zweites jeweils zum Verbinden der beiden Gehäuseschalen dienendes Befestigungsmittel
jeweils einerseits an der zweiten Gehäuseschale und andererseits an einem der Schaltwellenlager
abgestützt ist. - Bei einer derartigen Ausgestaltung erfolgt der Kraftfluss somit
über die zweite Gehäuseschale und die Befestigungsmittel direkt in die Schaltwellenlager
und die Schaltwelle. Die Biegefestigkeit der Schaltwelle trägt somit zur Entlastung
der ersten Gehäuseschale bei, so dass diese erste Gehäuseschale entsprechend weniger
massiv im Vergleich zur zweiten Gehäuseschale ausgebildet sein kann. Auf diese Weise
wird ein mit einfachen Mitteln realisierbarer, verformungsarmer, geometrisch vorteilhafter
Aufbau des Leistungsschalters erzielt. Die geringe Verformbarkeit gewährleistet eine
hohe Stoßstromtragfähigkeit, wobei geringe Kontaktkräfte erforderlich sind.
[0008] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite
Gehäuseschale verrippt ist. Auf diese Weise wird die Verformbarkeit der zweiten Gehäuseschale
und somit der übrigen mittelbar oder unmittelbar mit ihr verbundenen Komponenten reduziert,
wodurch die Stoßstromtragfähigkeit erhöht wird.
[0009] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei
einem Leistungsschaltern, bei dem das Schaltpolgehäuse zur räumlichen Trennung benachbarter
Schaltpole Poltrennwände aufweist und bei dem die beiden Gehäuseschalen äußere Seitenwände
bilden, sich zumindest eines der Befestigungsmittel in einer der Poltrennwände und/oder
einer der Seitenwände erstreckt. - Auf diese Weise wird kein zusätzlicher Bauraum
insbesondere kein Bauraum in den Schaltkammern beansprucht. Ferner ist hierdurch keine
zusätzliche Isolation des zumindest einen Befestigungsmittels erforderlich, da die
jeweilige Poltrennwand bzw. die jeweilige äußere Seitenwand selbstisolierend wirkt.
- Mit Vorteil können als Befestigungsmittel Zuganker vorgesehen sein.
[0010] Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Leistungsschalter mit Schaltwellenlagern und
- Figur 2
- den Leistungsschalter gemäß der Figur 1 im Schnitt.
[0011] Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Darstellung eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters
10. Der Leistungsschalter 10 ist aus einem mehrteiligen Schaltpol-Gehäuse 14, von
welchem nur eine als Vorderwand ausgebildete erste Gehäuseschale 16 sichtbar ist,
drei Schaltpolen 22, einer Schaltwelle 12 und Schaltwellenlagern 18, 20 aufgebaut.
Zwischen den Schaltkammern der Schaltpole 22 verlaufen Poltrennwände 30 derart, dass
jeder der Schaltpole 22 in einer Schaltpolkammer aufgenommen ist. Zur Bildung der
äußeren Schaltpolkammern tragen zusätzlich von den beiden Gehäuseschalen 16, 24 gebildete
äußere Seitenwände 31 bei.
[0012] In Figur 2 ist ein Schnitt durch den Leistungsschalter 10 in Figur 1 entlang der
Strecke B-B, welche eines der Schaltwellenlager 20 schneidet und durch eine Poltrennwand
30 verläuft, aufgezeigt. Zur Verbindung der Schaltwellenlager 20 mit einer als Rückwand
ausgebildeten zweiten Gehäuseschale 24 des Gehäuses 14 dienen Befestigungsmittel 26
in Form von Zugankern, welche sich von der zweiten Gehäuseschale 24 durch die erste
Gehäuseschale 16 bis in das jeweilige Schaltwellenlager 20 erstrecken und jeweils
in einer Poltrennwand 30 angeordnet sind. Die Zuganker und Schaltwellenlager 20 sind
jeweils mittels einer Schraubverbindung 28 verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite
jedes der Schaltwellenlager 20 weist der Leistungsschalter 10 eine weitere Schraubverbindung
28 zur Verbindung des Schaltwellenlagers 20 mit der ersten Gehäuseschale 16 auf. Durch
die Schaltwellenlager 20 wird die Schaltwelle 12 auf Biegung beansprucht, wobei der
Kraftfluss über die zweite Gehäuseschale 24, die Befestigungsmittel 26 und die Verschraubung
28 in die Gewinde der Schaltwellenlager 20 und schließlich in die Schaltwelle 12 erfolgt.
Dadurch wird eine Entlastung der ersten Gehäuseschale 16 erreicht, welche aus geometrischen
Gründen nicht so massiv wie die zweite Gehäuseschale 24 ausgeführt werden kann. Durch
den erfindungsgemäßen verformungsarmen Aufbau des Leistungsschalters 10 wird eine
hohe Stoßstromtragfähigkeit bei geringen Kontaktkräften erreicht.
1. Leistungsschalter (10) mit einem Schaltpol-Gehäuse (14) zur Aufnahme zumindest eines
Schaltpoles (22), dessen Schaltkontakte (11, 13) bei geschlossener Stellung in einer
vorgegebenen Kontaktebene (15) aneinander anliegen, und mit einer Schaltwelle (12)
zur Übertragung von Antriebskräften auf den zumindest einen Schaltpol, bei dem das
Schaltpol-Gehäuse (14) eine erste und eine zweite Gehäuseschale (16, 24) aufweist,
die entlang einer im wesentlichen parallel zu der Kontaktebene (15) verlaufenden Teilungsfuge
(17) aneinander anliegen und bei dem die Schaltwelle (12) mittels zumindest zweier
an der ersten Gehäuseschale (16) gehaltenen Schaltwellenlager (20) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet dass,
zumindest ein erstes und ein zweites jeweils zum Verbinden der beiden Gehäuseschalen
dienendes Befestigungsmittel (26) jeweils einerseits an der zweiten Gehäuseschale
(24) und andererseits an einem der Schaltwellenlager (20) abgestützt ist.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet dass,
die zweite Gehäuseschale (24) verrippt ist.
3. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schaltpol-Gehäuse
(14) zur räumlichen Trennung benachbarter Schaltpole Poltrennwände (30) aufweist und
bei dem die beiden Gehäuseschalen (16, 24) äußere Seitenwände bilden
dadurch gekennzeichnet dass,
sich zumindest eines der Befestigungsmittel (26) in einer der Poltrennwände (30) und/oder
einer der Seitenwände (31) erstreckt.
4. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet dass,
als Befestigungsmittel (26) Zuganker vorgesehen sind.
1. Disjoncteur ou sectionneur de puissance (10) comprenant un boîtier (14) de pôles de
commutation destiné à recevoir au moins un pôle de commutation (22) dont les contacts
de commutation (11, 13), pour la position fermée, s'appuient l'un contre l'autre dans
un plan de contact (15) prescrit, et comprenant également un arbre de commande (12)
destiné à transmettre des forces d'entraînement sur ledit au moins un pôle de commutation,
disjoncteur dans lequel le boîtier (14) de pôles de commutation présente des première
et seconde coques de boîtier (16, 24) qui s'appuient mutuellement l'une sur l'autre
dans un plan de joint (17) qui s'étend sensiblement parallèlement au plan de contact
(15), et dans lequel l'arbre de commande (12) est monté au moyen d'au moins deux paliers
(20) d'arbre de commande supportés par la première coque de boîtier (16),
caractérisé en ce qu'au moins des premier et second moyens de fixation (26) servant chacun à relier les
deux coques de boîtier, s'appuient respectivement, d'une part sur la seconde coque
de boîtier (24) et d'autre part sur l'un des paliers (20) d'arbre de commande.
2. Disjoncteur ou sectionneur de puissance selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la seconde coque de boîtier (24) est nervurée.
3. Disjoncteur ou sectionneur de puissance selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel le boîtier (14) de pôles de commutation présente des parois (30) de séparation
de pôles pour la séparation spatiale de pôles de commutation voisins, et dans lequel
les deux coques de boîtier (16, 24) forment des parois latérales extérieures,
caractérisé en ce que l'un au moins des moyens de fixation (26) s'étend dans l'une des parois (30) de séparation
de pôles et/ou l'une des parois latérales (31).
4. Disjoncteur ou sectionneur de puissance selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'on prévoit des tirants de traction en guise de moyens de fixation (26).
1. Circuit breaker (10) having a switching pole enclosure (14) for accommodating at least
one switching pole (22), whose switching contacts (11, 13), when closed, rest against
one another on a predetermined contact plane (15), and having a switching shaft (12)
for transferring drive forces to the at least one switching pole, in which the switching
pole enclosure (14) has a first and a second enclosure shell (16, 24), which rest
against one another along a separating joint (17) running essentially parallel to
the contact plane (15), and in which the switching shaft (12) is mounted by means
of at least two switching shaft mounts (20) held on the first enclosure shell (16),
characterized in that
at least one first and one second fastening means (26), each serving the purpose of
connecting the two enclosure shells, is in each case supported on the one hand on
the second enclosure shell (24) and on the other hand on one of the switching shaft
mounts (20).
2. Circuit breaker according to Claim 1, characterized in that the second enclosure shell (24) is ribbed.
3. Circuit breaker according to one of the preceding claims, in which the switching pole
enclosure (14) has pole partitions (30) for the purpose of physically separating adjacent
switching poles, and in which the two enclosure shells (16, 24) form outer side walls,
characterized in that at least one of the fastening means (26) extends in one of the pole partitions (30)
and/or one of the side walls (31).
4. Circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that tie rods are provided as the fastening means (26).