[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und bezieht sich auf
einen Antriebsstrang zur Ankopplung eines beweglichen Kontaktes an einen Antrieb,
wobei der bewegliche Kontakt unter der Kraft einer Feder an dem Antriebsstrang abgestützt
ist, der eine vorgegebene Stützweite aufweist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit
einem derartigen Antriebsstrang.
[0002] Aus der Druckschrift
DE 101 37 422 C1 ist ein gattungsgemäßer Antriebsstrang bekannt, bei dem im Zuge des Antriebsstranges
zumindest ein drehbar in einer Lageröffnung eines Lagers gehaltene Koppelachse vorgesehen
ist, wobei das Lager und ein Träger an vorgegebenen Fixierpunkten korrespondierende
Fixiermittel aufweisen, mittels derer das Lager an dem Träger fixierbar ist, wobei
die Lageröffnung in Bezug auf die Fixierpunkte exzentrisch angeordnet ist. - Dabei
ist der Träger von einem schwenkbaren Kontaktträger gebildet, an dem der bewegliche
Kontakt schwenkbar gehalten ist. Die Koppelachse ist von einem den Kontaktträger mit
einer Koppellasche des Antriebsstranges koppelnden Bolzen gebildet. - Bei diesem bekannten
Antriebsstrang besteht das Lager aus zwei länglichen, spiegelsymmetrischen Halterungen.
Die Lageröffnung ist dabei mittig oder außermittig zur Spiegelachse vorgesehen. Jeder
der Halterungen ist in eine zugeordnete, passgerechte Aufnahme des Kontaktträgers
formschlüssig eingelegt. Damit ist die Lage der Spiegelachsen der beiden Halterungen
in Bezug auf den Kontaktträger unveränderlich festgelegt, so dass die Halterungen
an dem Kontaktträger durch Drehen um 180° senkrecht zur Koppelachse in maximal zwei
unterschiedlichen Positionen fixierbar sind. - Bei einer derartigen Ausgestaltung
können daher maximal zwei unterschiedliche Stützweiten des Antriebsstranges und damit
maximal zwei unterschiedliche Werte der Kontaktkraft zwischen dem beweglichen Kontakt
und einem ihm zugeordneten feststehenden Kontakt mit ein und denselben Halterungen
eingestellt werden. Zur Realisierung weiterer Werte der Kontaktkraft ist der Austausch
der Halterungen gegen Andere erforderlich. Der Antriebsstrang ist hierbei von einer
ersten und einer zweiten Hebelanordnung gebildet, wobei die erste Hebelanordnung den
Kontaktträger mit einer Schaltwelle und die zweite Hebelanordnung die Schaltwelle
mit dem Antrieb koppelt. Dabei sind mehrere parallel zueinander angeordnete erste
Hebelanordnungen vorgesehen, über die entsprechend mehrere Kontaktträger mit der Schaltwelle
gekoppelt sind. Da das Lager eine Koppelachse in Form eines Koppellaschenbolzens hält,
die im Zuge der ersten Hebelanordnung des Antriebsstranges angeordnet ist, kann die
Kontaktkraft, mit der die beweglichen Kontakte der verschiedenen Kontaktträger an
den zugeordneten feststehenden Kontakten anliegen, unabhängig voneinander und damit
einpolig eingestellt werden.
[0003] Weiterhin ist aus der Druckschrift
US 5,519,180 ein gattungsgemäßer Antriebsstrang bekannt, bei dem das Lager eine Schaltwelle drehbar
hält, mit der alle vorhandenen, bewegliche Kontakte tragenden Kontaktträger aller
vorhandenen Schaltpole gekoppelt sind. Hier ist das Einstellen der Kontaktkraft zwischen
den beweglichen Kontakten und ihnen zugeordneten feststehenden Kontakten nur gemeinsam
und damit nur allpolig möglich. Als Lager ist dabei eine Exzenterplatte vorgesehen,
die eine rechteckige Querschnittsfläche aufweist, wobei zwei einander gegenüberliegende
Seitenkanten der Exzenterplatte Anschläge bilden, die mit zwei Anschlägen eines Trägers
formschlüssig korrespondieren und damit das Lager quer zur Schaltwellenachse - also
quer zur Koppelachse - an dem Träger fixieren. - Auch bei dieser Ausgestaltung sind
aufgrund der rechteckigen Form der Querschnittsfläche der Exzenterplatte nur maximal
zwei unterschiedliche Drehstellungen des Lagers an dem Träger vorgesehen, so dass
auch hier nur maximal zwei unterschiedliche Stützweiten des Antriebsstranges und damit
maximal zwei unterschiedliche Werte der Kontaktkraft zwischen den beweglichen Kontakten
und den ihnen zugeordneten feststehenden Kontakten mit ein und demselben Lager eingestellt
werden können.
[0004] Ausgehend von einem Antriebsstrang nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (
DE 101 37 422 C1,
US 5,519,180) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Antriebsstrang in Bezug auf die Einstellbarkeit
der Kontaktkraft noch flexibler zu gestalten.
[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Lager oder der Träger
an zumindest drei Fixierpunkten die Fixiermittel aufweist, wobei jeder der drei Fixierpunkte
eine Ecke eines gedachten regelmäßigen Vielecks bildet, so dass das Lager zum Einstellen
der Stützweite des Antriebsstranges in zumindest drei unterschiedlichen Drehstellungen
an dem Träger fixierbar ist.
[0006] Bei einer derartigen Ausgestaltung können im Unterschied zu den genannten bekannten
Antriebssträngen mehr als zwei unterschiedliche Werte für die Kontaktkraft eingestellt
werden, ohne das Lager selbst wechseln zu müssen.
[0007] In bevorzugter Ausgestaltung des neuen Kontaktträgers ist vorgesehen, dass als Lager
eine Exzenterplatte vorgesehen ist, deren Querschnittsfläche ein regelmäßiges Vieleck
bildet, so dass die seitlichen Kanten der Exzenterplatte die Fixierelemente der Exzenterplatte
in Form von ersten Anschlägen bilden und dass die Fixierelemente des Trägers von zweiten
Anschlägen gebildet sind, an denen die Anschläge der Exzenterplatte formschlüssig
anliegen. Hierbei kann der Träger eine zu dem Lager komplementäre Ausnehmung aufweisen,
wobei die seitlichen Innenflächen der Ausnehmung die zweiten Anschläge bilden.
[0008] Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zum Halten der Koppelachse zumindest zwei der
Lager vorgesehen sind.
[0009] Um - wie schon bei dem aus der Druckschrift
DE 101 37 422 C1 bekannten Antriebsstrang ein einpoliges Einstellen der Kontaktkraft zu ermöglichen,
ist in bevorzugter Ausgestaltung des neuen Antriebsstranges vorgesehen, dass der Träger
von einem beweglichen Kontaktträger gebildet ist, an dem der bewegliche Kontakt schwenkbar
gehalten ist, und dass die Koppelachse von einem den Kontaktträger mit einer Koppellasche
des Antriebsstranges koppelnden Bolzen gebildet ist.
[0010] Um dem Benutzer weiterhin ein ordnungsgemäßes Einstellen einer gewünschten Stützweite
des Antriebsstranges und damit eines gewünschten Wertes der Kontaktkraft zu erleichtern,
können der Träger und das Lager mit einander zugeordneten Markierungen versehen sein.
[0011] Der neue Kontaktträger ist mit Vorteil in Niederspannungs-Leistungsschaltern einsetzbar,
und zwar beispielsweise um in montagetechnische einfacher Weise und dabei insbesondere
ohne den Austausch von Bauteilen eine Anpassung an zumindest drei verschiedene Schaltleistungsklassen
durch Einstellen einer entsprechenden Kontaktkraft vorzunehmen.
[0012] Drei Ausführungsbeispiele des neuen Kontaktträgers sind in den Figuren 1 bis 8 dargestellt.
[0013] Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einem beweglichen
Kontakt und einem Antriebsstrang zur Ankopplung des beweglichen Kontaktes an einen
Antrieb,
Figur 2 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Antriebsstranges
mit einer ersten Ausführungsform zweier als Lager dienender Exzenterplatten und
Figur 7 und 8 zwei weitere Ausführungsformen als Lager dienender Exzenterplatten.
[0014] Die Figur 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
auch mehrere Löschkammern 6, von denen in der Figur 1 jeweils nur eine im Schnitt
zu sehen ist.
[0015] Das Schaltkontaktsystem besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 7
und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 8. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung
8 weist dabei einen um Lagerzapfen 9 schwenkbaren Kontaktträger 10 und mehrere bewegliche
Kontakte 11 in Form von Kontakthebel auf, wobei die Kontakthebel parallel zueinander
um einen Lagerbolzen 12 schwenkbar und mittels Kontaktkraftfedern 13 unter Vorspannung
federnd an dem Kontaktträger 10 abgestützt sind. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung
8 ist in bekannter Weise über eine in der Figur 1 nur schematisch angedeutete Hebelanordnung
14 mit einer Schaltwelle 15 gekoppelt. Die Schaltwelle 15 dient gleichzeitig zum Antrieb
nicht weiter dargestellter, parallel zu dem gezeigten Schaltkontaktsystem angeordneter
weiterer Schaltkontaktsysteme. Sie ist mittels einer Antriebsvorrichtung 16 aus einer
AUS-Position, bei der das Schaltkontaktsystem offen ist, in eine EIN-Position, bei
der das Schaltkontaktsystem geschlossen ist, zu überführen. Die Antriebsvorrichtung
16 weist einen mit einem Federspeicher 17 versehenen Antrieb 18, einen den Antrieb
18 mit der Schaltwelle 15 koppelnde Hebelanordnung 19 und ein Schaltschloss 20 auf.
Das Schaltschloss 20 weist in bekannter Weise zwei Verklinkungseinrichtungen auf,
von denen eine erste zum Verklinken des gespannten Federspeichers 17 und die zweite
zum Verklinken der entgegen der Kraft der Kontaktkraftfedern 13 in ihre EIN-Position
überführte Schaltwelle 15 dient. Der Kontaktträger 10, die Hebelanordnungen 14 und
19 und die Schaltwelle 15 bilden somit gemeinsam einen Antriebsstrang 21 zur Ankopplung
der beweglichen Kontakte 11 an den Antrieb 18 und damit zum Schwenken dieser beweglichen
Kontakte 11.
[0016] Der neue Antriebsstrang 21 weist viele Gemeinsamkeiten mit dem aus der Druckschrift
DE 101 37 422 C1 bekannten Antriebsstrang auf. So ist gemäß der Figuren 2 und 3 der Kontaktträger
10 in bekannter Weise als einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet, wobei die Lagerzapfen
9 integraler Bestandteil dieses Kunststoffkörpers sind. Weiterhin besteht die Hebelanordnung
14 gemäß der Figuren 4 und 5 aus einem fest mit der Schaltwelle verbundenen Ausleger
22, einer Koppellasche 23, einem den Ausleger 22 mit der Koppellasche 23 verbindenden
Verbindungsbolzen 24 sowie einer die Koppellasche 23 mit dem Kontaktträger 10 verbindenden
Koppelachse 25 ebenfalls in Form eines Koppelbolzens. Zur Ankopplung dieser Koppelachse
25 an den Kontaktträger 10 sind an dem Kontaktträger 10 zwei Lager gehalten.
[0017] Gemäß dem in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind als Lager
zwei Exzenterplatten 26 mit im wesentlichen quadratischer Querschnittsfläche 27 vorgesehen,
die jeweils eine exzentrisch angeordnete Lageröffnung 28 zur Aufnahme der Koppelachse
25 aufweisen. Die Lageröffnung 28 ist dabei in vier unterschiedlichen Abständen a,
b, c, d (vgl. Figur 6) zu den vier seitlichen Kanten der Exzenterplatte angeordnet,
die erste Anschläge 29, 30, 31 und 32 bilden. Jede der Exzenterplatten 26 ist in eine
passgerechte Ausnehmung 33 jeweils einer der Stirnseiten 34 des Kontaktträgers 10
eingelegt. Dabei bilden die vier seitlichen Innenflächen jeder der Ausnehmungen 33
jeweils den ersten Anschlägen zugeordnete zweite Anschläge 35, 36, 37 und 38 (vgl.
Figur 3) zum Fixieren der Exzenterplatte 26 an dem Kontaktträger 10 quer zur Koppelachse
25. In diesem speziellen Fall bildet jede der seitlichen Kanten der Exzenterplatten
26 bzw. jede der seitlichen Innenflächen der Ausnehmungen 33 jeweils eine Vielzahl
von Fixierpunkten, die die Eckpunkte einer Vielzahl von regelmäßigen Vierecken bilden.
Zur Veranschaulichung ist in den Figuren 4 und 5 nur eines dieser gedachten regelmäßigen
Vierecke mit gestrichelter Linie dargestellt, deren Eckpunkte Fixierpunkte A, B, C,
D bilden, die mittig auf den seitlichen Kanten der Exzenterplatte 26 liegen.
[0018] Gemäß der Figur 3 erfolgt das Fixieren der Exzenterplatten 26 in Achsrichtung der
Koppelachse 25 einerseits mittels der Bodenflächen 39 der Ausnehmungen 33, die jeweils
einen weiteren Anschlag bilden, und andererseits mittels Federringen 40, die jeweils
in eine an den Enden der Koppelachse 25 ausgebildete Nut 41 eingreifen.
[0019] Gemäß der Figur 6 ändert sich je nach der Position der Exzenterplatten 26', 26'',
26"'bzw. 26"" an dem Kontaktträger 10 die Lage der Koppelachse 25', 25'', 25'" und
25"" und damit die Lage des Kontaktträgers 10 im Niederspannungs-Leistungsschalter
1. Denn da die Lage des Verbindungsbolzens 24, die Lage der Lagerzapfen 9 und die
Länge der Koppellasche 23 in der EIN-Position des Schaltkontaktsystems unveränderlich
festgelegt sind, ändern sich der Abstand der Koppelachse 25 zu den Lagerzapfen 9 (Hebelarm
des Kontaktträgers 10) und entsprechend der Winkel zwischen diesem Hebelarm des Kontaktträgers
10 und der Koppellasche 23.
[0020] Bei der in der Figur 6 mit der Volllinie dargestellten ersten Position der Exzenterplatte
26', die auch in der Figur 4 gezeigt ist, weist eine Markierung 42 auf der Exzenterplatte
nach rechts unten auf eine Markierung 44' am Kontaktträger 10. Bei dieser Position
der Exzenterplatte 26' ist der Abstand der Widerlager 43 des Kontaktträgers 10, an
denen die Kontaktkraftferdern 13 abgestützt sind, zur feststehenden Schaltkontaktanordnung
7 im Vergleich zu den im Weiteren betrachteten Positionen am größten. Damit ist sowohl
die Stützweite des Antriebsstranges 21 als auch der Durchdruck der Kontaktkraftfedern
13, über die die beweglichen Kontakte 11 an der feststehenden Schaltkontaktanordnung
7 abgestützt sind, am geringsten. Dies ist die Position der Exzenterplatte 26', die
der geringsten Kontaktkraft entspricht. Die Position der Exzenterplatte 26", die der
nächst höheren Stützweite und damit der nächst höheren Kontaktkraft entspricht, ist
in der Figur 6 mit der gestrichelten Linie dargestellt. Hierbei weist die Markierung
42 der Exzenterplatte 26" nach rechts oben auf eine Markierung 44" am Kontaktträger.
Der Kontaktträger 10 ist im Vergleich zur ersten Position weiter in Richtung der feststehenden
Schaltkontaktanordnung 7 geschwenkt. Der Durchdruck der Kontaktkraftfedern 13 ist
dabei größer als bei der ersten Position. Bei der in der Figur 6 durch die gepunktete
Linie dargestellten dritten Position der Exzenterplatten 26'''', bei der die Markierung
42 nach links unten auf eine Markierung 44''' am Kontaktträger weist, ist die Stützweite
des Antriebsstranges und damit die Kontaktkraft noch größer. Ihren höchsten Wert erreichen
die Stützweite und die Kontaktkraft bei der in der Figur 6 durch die strichpunktierte
Linie dargestellten Position der Exzenterplatte 26"", die auch in der Figur 5 gezeigt
ist. Hier ist der Abstand der Wiederlager 43 des Kontaktträgers 10 zur feststehenden
Schaltkontaktanordnung 7 also am geringsten und entsprechend der Durchdruck der Kontaktkraftfedern
13 am größten. Durch Verdrehen der Exzenterplatten ist damit eine definierte Stufung
(Feineinstellung) der Kontaktkraft erreichbar. Dabei bieten die Markierungen der Exzenterplatte
und des Kontaktträgers die Möglichkeit über die Einbaulage der Exzenterplatte an dem
Kontaktträger unmittelbar die gewählte Kontaktkraft und damit beispielsweise die gewählte
Schaltleistungsklasse anzuzeigen. Die Markierungen können beispielsweise als spezielle
Formgebung (z.B.Materialaussparung) oder als Beschriftung (z.B. Klartextbeschriftung)
ausgebildet sein.
[0021] Die Figuren 7 und 8 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen der Exzenterplatte.
So entspricht die Querschnittsfläche 45 der in der Figur 7 dargestellten Exzenterplatte
46 einem regelmäßigen Dreieck. Die Querschnittsfläche 47 der in der Figur 8 dargestellten
Exzenterplatte 48 entspricht einem regelmäßigen Sechseck.
[0022] Zum Fixieren der Exzenterplatten 46 bzw. 48 am Kontaktträger 10 können wie schon
bei dem in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Kontaktträger
passgerechte Ausnehmungen 49 bzw. 50 zur formschlüssigen Aufnahme dieser Exzenterplatten
46 bzw. 48 vorgesehen sein. Auch hier bilden dann die seitlichen Kanten der Exzenterplatten
46 bzw. 48 erste Anschläge 51, 52, 53 bzw. 54, 55, 56, 57, 58, 59, die mit zweiten
Anschlägen 60, 61, 62 bzw. 63, 64, 65, 66, 67, 68 in Form der seitlichen Innenflächen
der Ausnehmungen 49 bzw. 50 zusammenwirken.
[0023] Die Ausnehmungen können selbstverständlich auch im Innenbereich des Kontaktträgers
vorgesehen werden.
[0024] Die Exzenterplatten 46 bzw. 48 können jedoch auch an vorgegebenen Fixierpunkten E,
F, G bzw. H, I, J, K, L, M über Stifte 69 oder Schrauben 70, die in zugeordnete Bohrungen
71 oder Gewinde 72 im Kontaktträger 10 eingreifen, an dem Kontaktträger fixiert werden.
Dabei bilden die Fixierpunkten E, F, G bei der in der Figur 7 dargestellten Ausführungsform
der Exzenterplatte 46 Eckpunkte eines gedachten regelmäßigen Dreieckes. Die Fixierpunkte
H, I, J, K, L, M bei der in der Figur 8 dargestellten Ausführungsform der Exzenterplatte
48 bilden die Eckpunkte eines gedachten regelmäßigen Sechseckes.
[0025] Der Einsatzort der Exzenterplatten oder ähnlicher Konstruktionselemente mit identischer
Funktion beschränkt sich nicht nur auf die in den Figuren dargestellte Verbindungsstelle
zwischen der Koppellasche 23 und dem Kontaktträger 10. Vielmehr erstreckt er sich
auf alle Verbindungsstellen des Antriebsstranges 21, deren Position unmittelbar die
Stützweite des Antriebsstranges und damit den Durchdruck der Kontaktkraftfedern bestimmen.
1. Antriebsstrang (21) zur Ankopplung eines beweglichen Kontaktes (11) an einen Antrieb
(18), wobei der bewegliche Kontakt (11) unter der Kraft einer Feder (13) an dem Antriebsstrang
(18) abgestützt ist, der eine vorgegebene Stützweite aufweist,
- bei dem im Zuge des Antriebsstranges (21) zumindest eine drehbar in einer Lageröffnung
(28) eines Lagers gehaltene Koppelachse (25) vorgesehen ist und
- bei dem das Lager und ein das Lager haltender Träger (10) an vorgegebenen Fixierpunkten
korrespondierende Fixiermittel aufweisen, mittels derer das Lager an dem Träger fixierbar
ist,
- wobei die Lageröffnung in Bezug auf die Fixierpunkte exzentrisch angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Lager oder der Träger an zumindest drei Fixierpunkten (A, B, C, D; E, F, G; H,
I, J, K, L, M) die Fixiermittel aufweist, wobei jeder der drei Fixierpunkte eine Ecke
eines gedachten regelmäßigen Vielecks bildet, so dass das Lager zum Einstellen der
Stützweite des Antriebsstranges (21) in zumindest drei unterschiedlichen Drehstellungen
an dem Träger (10) fixierbar ist.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- dass als Lager eine Exzenterplatte (26; 46; 48) vorgesehen ist, deren Querschnittsfläche
(27; 45; 47) ein regelmäßiges Vieleck bildet, so dass die seitlichen Kanten der Exzenterplatte
(26; 46; 48) die Fixierelemente der Exzenterplatte in Form von ersten Anschlägen (29,
30, 31, 32; 51, 52, 53; 54, 55, 56, 57, 58, 59) bilden und
- dass die Fixierelemente des Trägers (10) von zweiten Anschlägen (35, 36, 37, 38; 60, 61,
62; 63, 64, 65, 66, 67, 68) gebildet sind, an denen die Anschläge der Exzenterplatte
formschlüssig anliegen.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (10) eine zu dem Lager komplementäre Ausnehmung (33; 49; 50) aufweist,
wobei die seitlichen Innenflächen der Ausnehmung (33; 49; 50) die zweiten Anschläge
bilden.
4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Halten der Koppelachse (25) zumindest zwei der Lager vorgesehen sind.
5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Träger (10) von einem beweglichen Kontaktträger gebildet ist, an dem der bewegliche
Kontakt (11) schwenkbar gehalten ist und
- dass die Koppelachse (25) von einem den Kontaktträger mit einer Koppellasche (23)
des Antriebsstranges (21) koppelnden Bolzen gebildet ist.
6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (10) und das Lager mit einander zugeordneten Markierungen (42, 44) versehen
sind.
7. Niederspannungs-Leistungsschalter mit zumindest einem beweglichen Kontakt (11) und
mit einem Antriebsstrang (21) zur Ankopplung des beweglichen Kontaktes an einen Antrieb
(18),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antriebsstrang (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.