Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung einer Antriebskraft auf einen Kontakthebel eines Leistungsschalters, mit einem Federspeicher, einem Kontakthebel, einer Hebelanordnung aus mehreren Hebeln, die zwischen dem Federspeicher und dem Kontakthebel angeordnet und durch Gelenkbolzen verbunden sind sowie mit den Federspeicher und die Hebelanordnung zwischen sich aufnehmenden, parallelen Tragplatten.
Beispiele solcher Hebelanordnungen sind der DE-A-35 42 746 oder der EP-A-0 088 215 zu entnehmen. Die dort beschriebenen Niederspannungs-Leistungsschalter sind für ein hohes Schaltvermögen ausgelegt und benötigen daher einen sehr leistungsfähigen Schaltmechanismus. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hebelanordnung so zu gestalten, daß Gewicht und Kosten des Leistungsschalters im Bereich günstiger Werte liegen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an jeder der Tragplatten unter Einfügung jeweils eines Abstandsstückes ein paralleles Begrenzungsteil befestigt ist, wobei die Hebelanordnung zwischen den Begrenzungsteilen angeordnet ist und der lichte Abstand der Begrenzungsteile einer örtlichen Breite der Hebelanordnung entspricht und daß die Tragplatten durch wenigstens einen mit jeder der Tragplatten verbundenen Haltebolzen verbunden sind.
Durch die genannten Merkmale wird erreicht, daß bei einfachster Gestaltung der Gelenke zwischen den Hebelpaaren eine spielarme Führung ermöglicht wird und dennoch die Tragplatten einen Abstand erhalten können, der auch zur Aufnahme von Komponenten der Hebelanordnung geeignet ist, die eine größere Breite aufweisen. Das aus den Tragplatten und Begrenzungsteilen gebildete Tragwerk zeichnet sich ferner durch eine hohe Biegefestigkeit bei verhältnismäßig geringem Gewicht aus.
Gleichermaßen vorteilhaft für die Festigkeit und für die Einfachheit der Montage wirkt es sich aus, wenn der Haltebolzen mit seinem einen Ende mit der zugehörigen Tragplatte starr vernietet ist, am gegenüberliegenden Ende mit einem Gewindezapfen durch eine Öffnung der anderen Tragplatte hindurchragt und durch eine Mutter festgespannt ist.
Zu einer Vereinfachung der Hebelgelenke kann dadurch beigetragen werden, daß wenigstens einer der Gelenkbolzen dem Abstand der Tragplatten entsprechend bemessen ist und daß die Begrenzungsteile mit Durchtrittsöffnungen für Gelenkbolzen versehen sind.
Wenigstens einer der Haltebolzen kann als Anschlag zur Begrenzung des Weges von Teilen der Hebelanordnung ausgebildet sein. Die hat den Vorteil der gleichmäßigen Krafteinleitung in die Tragplatten.
Wenigstens einer der Haltebolzen kann sowohl die Tragplatten als auch die Begrenzungsteile verbindend ausgebildet sein.
Als besonders belastbares Stützlager eignet sich eine Anordnung, bei der ein feststehender Gelenkbolzen der Hebelanordnung mit seinen Enden in je einer Lagerbuchse ruht, die mit einem Zapfen in einer Öffnung der zugeordneten Tragplatte und mit einem Bund in eine Öffnung des zugehörigen Begrenzungsteiles eingreift.
Die Tragplatten können zugleich als Widerlager des Federspeichers ausgebildet und in einem dem Durchmesser des Federspeichers entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sein.
Auch für die starken Kräfte, die bei der Entspannung des Federspeichers auftreten, kann das Tragwerk dadurch eingerichtet werden, daß einem Druckstück des Federspeichers als Endanschlag zwei Paare von Stirnflächen gegenüberstehend angeordnet sind, von denen das eine Paar durch die Begrenzungsteile und das zweite Paar durch zwei an der Tragplatte befestigte Führungswände gebildet sind.
Die vorstehend erläuterten und weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Hebelanordnung für einen Niederspannungs-Leistungsschalter.
In der Figur 2 ist eine Anordnung von Tragplatten und Begrenzungsteilen zur Aufnahme der Hebelanordnung gezeigt.
In der Figur 3 ist eine der Figur 2 entsprechende Anordnung von Tragplatten und Begrenzungsteilen zusammen mit einer Hebelanordnung dargestellt.
Die Figur 4 zeigt eine einzelne Tragplatte mit einem aufgenieteten Begrenzungsteil und einer Führungswand.
Die in der Figur 1 schematisch gezeigte Hebelanordnung dient zur Betätigung einer Schaltkontaktanordnung, die einen bewegbaren Kontakthebel 1 und einen feststehenden Gegenkontakt 2 aufweist. Der bewegbare Kontakthebel 1 ist an einem schwenkbar gelagerten Hebelträger 3 gelenkig angebracht und ist mit einer Kontaktkraftfeder 4 versehen. Zwei Kniehebel 5 und 6 verbinden den Hebelträger 3 gelenkig mit einer Schaltwelle 7, die gemeinsam für mehrere Pole eines Leistungsschalters vorgesehen ist. Entsprechend der gezeigten ausgeschalteten Stellung des Hebelträgers 3 sind die Kniehebel 5 und 6 in einer eingeknickten Stellung gezeigt, in welcher der Kniehebel 6 an einem Anschlag 10 anliegt.
An einem Kniegelenk 11 zwischen den Kniehebeln 5 und 6 greifen weitere Hebel an, die für alle Pole eines Leistungsschalters gemeinsam sind und welche die Aufgabe haben, die insgesamt benötigte Betätigungsenergie bereitzustellen. Hierzu ist ein Federspeicher 12 vorgesehen, der als Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Zum Spannen des Federspeichers 12 dient eine Kurvenscheibe 13 in Verbindung mit Kniehebeln 14 und 15, an deren Verbindungsgelenk 16 die Kurvenscheibe 13 mittels einer gestrichelt gezeigten Rolle 17 angegreift. In der Stellung gemäß der Figur 1 sind die Kniehebel 14 und 15 nahezu in ihrer Strecklage, wodurch der Federspeicher 12 einschaltbereit gespannt ist. Ein an dem Kniegelenk 16 angreifender Stützhebel 20 ist mittels einer zweistufigen Einschaltverklinkung abgestützt. Diese umfaßt eine Einschalthalbwelle 21, eine schwenkbare Einschalthauptklinke 22, einem mit der Einschalthauptklinke 22 verbundenen Rollenhebel 23 sowie eine mit dem Stützhebel 20 verbundene Hilfsklinke 24.
Ein weiteres, räumlich etwa parallel zu den genannten Teilen angeordnetes Hebelsystem verbindet den Federspeicher 12 mit dem Gelenk 11 zwischen den Kniehebeln 5 und 6. Zu diesem Hebelsystem gehört ein mit dem Federspeicher 12 verbundener Treibhebel 25 mit einem Mitnehmer 26 und eine Freilaufkulisse 27, die ebenso wie der Treibhebel 25 um einen ortsfesten Lagerbolzen 30 schwenkbar ist. Die Freilaufkulisse 27 trägt ein Anschlagstück 31, das mit einem ortsfesten Anschlag 32 zusammenwirkt. Die Freilaufkulisse 27 steht über zwei weitere Kniehebel 33 und 34 mit dem Gelenk 11 in Verbindung, wobei das Gelenk 35 zwischen den Kniehebeln 33 und 34 über einen Stützhebel 36 an einer Ausschalthilfsklinke 37 abgestützt ist. Diese liegt in der dargestellten Stellung des Hebelsystems an einem Rollenhebel 40 einer Ausschalthauptklinke 41 an, die von einer Ausschalthalbwelle 42 gehalten ist.
In der Figur 2 ist ein Beispiel für ein Tragwerk gezeigt, in dem die anhand der Figur 1 erläuterte Hebelanordnung unterzubringen ist. Das Tragwerk weist zwei parallele Tragplatten 43 und 44 auf, zu denen sich rechtwinklig die Schaltwelle 7 (Fig. 1 bzw. 3) erstreckt. Der Abstand der Tragplatten 43 und 44 ist so bemessen, daß der Federspeicher 12 zwischen ihnen Platz findet. An mehreren Stellen der Tragplatten 43 und 44 sind Befestigungselemente 46 angeordnet, die jeweils aus einem mit der Tragplatte 43 vernieteten Abstandsbolzen mit einem endseitigen Gewindezapfen 47 bestehen. Diese Anordnung ergibt in Verbindung mit je einer Mutter 50 eine biegesteife, d. h. starre Verbindung der Tragplatten 43 und 44.
Oberhalb des Federspeichers 12 sind an den Tragplatten 43 und 44 örtlich Begrenzungsteile 51 und 52 mittels mehrerer Abstandsstücke 53 befestigt. Hierdurch wird eine spielarme seitliche Führung für die gesamte Hebelanordnung geschaffen. Zugleich ist diese Führung geger seitliche Kräfte besonders beständig, weil die mit jeweils einer der Tragplatten vernieteten Begrenzungsteile 51 und 52 eine erhebliche Versteifung des Tragwerkes bewirken.
Gelenkbolzen 54 (Figur 3), welche beispielsweise die Gelenke zwischen dem Kniehebel 33 und der Freilaufkulisse 27 und zwischen dem Stützhebel 36 und der Ausschalt-Hilfsklinke 37 bilden (Figur 1), durchsetzen Öffnungen 55 (Figur 4) in den Begrenzungsteilen 51 und 52 und sind so bemessen, daß sie an den Tragplatten 43 und 44 geführt sind. Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, ragt ein Abschnitt des Begrenzungsteiles 52 über die Kontur der Tragplatte 44 hinaus. In diesem Bereich ist das Begrenzungsteil 52 und das in der Figur 4 nicht sichtbare weitere Begrenzungsteil 51 mit einer Einprägung 56 versehen, die als Führungsfläche für einen kürzeren Gelenkbolzen dient. Durch die Einprägung 56 wird ein angemessener Überstand des Gelenkbolzens über die in diesem Bereich geführten Hebel ermöglicht. Ein solcher kürzerer Gelenkbolzen kann beispielsweise dem Gelenk 11 (Figur 1) zugeordnet sein.
Aus der Figur 2 ist noch ersichtlich, wie ein feststehender Gelenkbolzen der Hebelanordnung, bei dem es sich um den Lagerbolzen 30 in der Figur 1 handeln kann, in dem Tragwerk abgestützt ist. Dies geschieht mittels zweier Lagerbuchsen 60, die eine Sackbohrung 61 für einen Lagerbolzen aufweisen. Die Buchsen 60 sind sowohl mit den Tragplatten 43 und 44 als auch mit den Begrenzungsteilen 51 und 52 vernietet. Hierzu besitzt jede Lagerbuchse 60 einen Zapfen 62 sowie einen Kragen 63.
Wie bereits erwähnt, ist der Federspeicher 12 im unteren Bereich des Tragwerkes zwischen den Tragplatten 43 und 44 aufgenommen. Durch eine besondere Gestaltung wird in diesem Bereich dafür gesorgt, daß die erheblichen Kräfte, die bei der Entspannung des Federspeichers 12 auftreten, ohne Schaden für das Tragwerk abgefangen werden können. Hierzu sind gemäß der Figur 4 die Begrenzungsteile 51 und 52 mit je einer Anschlagfläche 64 versehen, während eine weitere Anschlagfläche 65 an je einer Führungswand 66 bzw. 67 ausgebildet ist, die etwa mit den Begrenzungsteilen 51 und 52 fluchtend mittels weiterer Abstandsstücke 53 befestigt sind (Figur 3). Die Führungswände 66 und 67 nehmen zwischen sich die Kniehebel 14 und 15 (Figur 1) auf und bilden einen Anschlag für das Gelenk 16 der Rolle 17. Ein Druckstück 70, das sich gegen alle vier erwähnten Anschlagflächen legt, ist in der Figur 1 schematisch gezeigt.
Eine weitere Maßnahme im Bereich des Federspeichers 12, die gleichfalls aus der Figur 1 ersichtlich ist, verringert die Beanspruchug der Anschlagflächen 64 und 65. Dies geschieht dadurch, daß in gewissem Umfang die gesamte Hebelanordnung von dem Federspeicher 12 entkoppelt ist und somit nicht die gesamte bewegte Masse der Hebelanordnung auf die Anschlagflächen wirkt. Hierzu ist an einem an dem Druckstück 70 gelegenen Gelenk 71, an dem der Kniehebel 15 und der Treibhebel 25 angreifen, ein Stößel 72 angelenkt, der in das Innere des Federspeichers 12 ragt und dort ein Endstück 73 trägt. Das Endstück 73 steht einem topfförmigen Anschlagstück 74 gegenüber, das mit dem Druckstück 70 verbunden ist und somit die Kraftübertragung zwischen den genannten Hebeln und dem Federspeicher 12 sicherstellt. An der gegenüberliegenden Seite stützt sich das Endstück 73 jedoch über Federelemente 75 an der Innenseite des Druckstückes 70 ab. Diese Federelemente sind als Paare von Tellerfedern ausgebildet.
Wie man erkennt, hat durch die Anordnung der Federelemente 75 das Gelenk 71 die Möglichkeit, sich unter dem Einfluß der Bewegungsenergie der mit dem Gelenk 71 verbundenen Hebel um gewisses Maß weiterzubewegen, wenn das Druckstück 70 bereits an den Anschlagflächen 64 und 65 anliegt. Dies vermindert die Beanspruchung der Anschlagflächen und des gesamten Tragwerkes sowie sämtlicher Gelenk- und Lagerbolzen.