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Dokumentenidentifikation DE202005014854U1 12.01.2006
Titel Schaltkontaktanordnung für einen elektrischen Schalter
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
DE-Aktenzeichen 202005014854
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 12.01.2006
Registration date 08.12.2005
Application date from patent application 15.09.2005
IPC-Hauptklasse H01H 1/22(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse H01H 73/04(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkontaktanordnung für einen elektrischen Schalter mit einem Kontaktträger, an dem mittels eines Lagerbolzens mehrere Kontakthebel schwenkbar gelagert sind, wobei der Kontaktträger zumindest zwei Stützelemente zum radialen Abstützen des Lagerbolzens aufweist.

Elektrische Schalter, insbesondere Niederspannungs-Leistungsschalter, verfügen üblicherweise über einen Festkontakt und einen Bewegkontakt, wobei der Bewegkontakt während des Schaltvorgangs auf den Festkontakt geschwenkt wird, so dass zwischen den Kontakten eine elektrisch leitende Verbindung entsteht.

Die Druckschrift EP 0 955 658 A2 offenbart eine elektrische Schaltvorrichtung mit einem als Schaltkontaktanordnung ausgebildeten Bewegkontakt. Die Schaltkontaktanordnung umfasst dabei eine Vielzahl von Kontakthebeln, die auf einem gemeinsamen Lagerbolzen schwenkbar angeordnet sind. Der Lagerbolzen ist an seinen Endabschnitten in Wangenelementen gelagert, die über einen gegossenen oder gespritzten Körper starr miteinander verbunden sind. Zur Vermeidung einer Durchbiegung des Lagerbolzens weisen die Kontaktfinger im Bereich der Durchgangsbohrung für den Lagerbolzen auf der dem Körper zugewandten Rückseite eine halbrunde Kontur auf. Diese halbrunde Kontur ist in einer komplementär dazu ausgebildeten Aussparung des Körpers gelagert, so dass in dem Lagerbolzen auftretende Biegekräfte in Richtung des Körpers durch jeden einzelnen Kontakthebel abgestützt werden. Der Abstand und die Isolation zwischen den Kontakthebeln wird durch ein kammartiges Isolierelement sichergestellt, welches als Zinken rippenartige Einzelplatten aufweist. Das Isolierelement wird von der dem Körper gegenüber liegenden Seite auf den Lagerbolzen und die Kontakthebel aufgesteckt, so dass die Einzelplatten zwischen den Kontakthebeln angeordnet sind.

Die Druckschrift WO 02/27740 A1 offenbart einen bewegbaren Kontaktträger für einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem Abstandshalter für die Kontakthebel. Es wird ein Abstandshalter für die Kontakthebel vorgeschlagen, der aus zwei Seitenteilen besteht, die durch einen Steg miteinander verbunden sind, in denen ein Lagerbolzen zur Aufnahme von Kontakthebeln gelagert ist. Zur Einhaltung des gewünschten Abstands der Kontakthebel sind Distanzstücke vorgesehen, die sich parallel zu den Seitenteilen und zueinander erstrecken und Durchführungsbohrungen zum Durchführen des Lagerbolzens aufweisen. Der Abstandshalter mit den Seitenteilen und den Distanzstücken ist einstückig z.B. als Aluminiumdruckgussteil ausgebildet.

Die Druckschrift WO 02/082481, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Schaltkontaktanordnung für einen elektrischen Schalter an den mittels eines Lagerbolzens Kontakthebel schwenkbar gehalten sind, wobei der Kontaktträger zumindest drei Stützelemente zur radialen Abstützung des Lagerbolzens aufweist. Diese mindestens drei Stützelemente werden als Teil eines den Kontaktträger bildenden, einstückig hergestellten Formteiles realisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkontaktanordnung vorzuschlagen, bei der die Abstützung des Lagerbolzens verbessert wird und insbesondere das axiale Spiel der Kontakthebel entlang des Lagerbolzens beschränkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Schaltkontaktanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Schaltkontaktanordnung ist vorzugsweise für Niederspannungs-Leistungsschalter ausgelegt und insbesondere als Bewegkontakt ausgebildet. Sie weist einen Kontaktträger auf, der vorzugsweise einstückig und insbesondere als Kunststoffformteil mit optionalen eingebetteten metallischen Verstärkungselementen ausgebildet ist. Der Kontaktträger weist zumindest zwei Stützelemente auf, die vorzugsweise als wangenartige Elemente an den Kontaktträger angeformt sind. Die mindestens zwei Stützelemente lagern einen Lagerbolzen, auf dem mehrere Kontakthebel schwenkbar gelagert sind. Die Kontakthebel sind im Allgemeinen als mehrere parallele fingerartige Kontakthebel ausgebildet, die eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme des Lagerbolzens aufweisen. Vorzugsweise sind Kontaktkraftfedern vorgesehen, die die Kontakthebel gegen den Kontaktträger federnd abstützen.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein längs des Lagerbolzens verschiebbarer Lagerbock zum radialen Abstützen des Lagerbolzens vorgesehen. Der Lagerbock soll insbesondere frei verschiebbar sein, das heißt, dass der Lagerbock an jeder Position längs des Lagerbolzens zur Abstützung des Lagerbolzens platzierbar ist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Anzahl der Kontakthebel und damit die Länge des Lagerbolzens mit dem Bemessungsstrom des Leistungsschalters wächst. Die Beanspruchung des Lagerbolzens durch auftretende Biegekräfte während des Schaltbetriebs steigt gleichermaßen. Durch die Erfindung wird der Lagerbolzen so abgestützt, dass trotz eines unveränderten Durchmessers des Lagerbolzens die Durchbiegung verringert wird. Weiterhin ermöglicht die Erfindung durch die freie Verschiebbarkeit des oder der Lagerböcke einzelne Kontakthebel oder Kontakthebelgruppen in axialer Richtung des Lagerbolzens zu justieren, wobei zusätzliche Distanzscheiben zwischen den Kontakthebeln vollständig entfallen oder auf ein Minimum reduziert werden können. Die Erfindung erlaubt auch eine freie Konfektionierung der Schaltkontaktanordnung, da die Position und die Anzahl der Lagerböcke nicht bereits während der Fertigung des Kontaktträgers festgelegt ist. Je nach Bemessungsstrom und damit je nach Anzahl der benötigten Kontakthebel kann die Anzahl und die Position der Lagerböcke frei gewählt werden. Ist der Kontaktträger als Kunststoffformteil ausgebildet, so bedeutet das, dass die Anzahl und Position der Stützelemente nicht werkzeuggebunden sind und erhöht deutlich die Flexibilität bei der Fertigung der Schaltkontakte.

Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Lagerbock einen Kopfabschnitt auf, der als eine Aufnahme für den Lagerbolzen ausgebildet ist. Die Form der Aufnahme ist zumindest abschnittsweise komplementär zu dem Lagerbolzen ausgebildet, so dass dieser formschlüssig aufliegt. Mit dieser Ausbildung wird ein Abrutschen des Lagerbocks von dem Lagerbolzen effektiv verhindert.

Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Aufnahme den Lagerbolzen teilweise umgreift, insbesondere derart, dass die Aufnahme einen radialen Öffnungsbereich aufweist, der ein Durchführen des Lagerbolzens erlaubt. Diese Ausbildung erlaubt es, zusätzliche Lagerböcke zu montieren oder auszutauschen, selbst wenn bereits die Kontakthebel auf dem Lagerbolzen angeordnet sind. Bevorzugt ist der Öffnungsbereich so breit ausgebildet, dass der Lagerbock auf den Lagerbolzen aufgeschnappt werden kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform umschließt die Aufnahme den Lagerbolzen vollständig und ist insbesondere als Durchgangsbohrung ausgebildet. Analog wie bei dem aufschnappbaren Lagerbock kommt bei der Aufnahme, die den Lagerbolzen vollständig umschließt, der Vorteil zum Tragen, dass die Lagerböcke unverlierbar angeordnet sind.

Es liegt eine bevorzugte Ausführungsform vor, wenn die Aufnahme des Lagerbocks als Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser ausgeführt ist, der geringfügig größer als der Durchmesser des Lagerbolzens ausgebildet ist. Die Aufnahme bildet eine Spielpassung für den Lagerbolzen, so dass dieser ohne Kraftaufwand durch die Aufnahme durchgeführt werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme als Übermaßpassung und/oder Presspassung ausgebildet ist, so dass ein auf dem Lagerbolzen justierter Lagerbock kraftschlüssig fixiert ist. Zweckmäßigerweise ist die Aufnahme in axialer Erstreckung des Lagerbolzens deckungsgleich mit Aufnahmeöffnungen für den Lagerbolzen in den mindestens zwei Stützelementen ausgebildet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Lagerbock einen Fußabschnitt auf, der zwei parallel zur Längserstreckung des Lagerbolzens ausgerichtete Führungsflächen hat. Diese Führungsflächen sind insbesondere plan ausgebildet. In den Kontaktträger ist eine Führungsvorrichtung, vorzugsweise eine Führungsnut, eingebracht, die parallel zur Längserstreckung des Lagerbolzens ausgerichtet ist. Der Lagerbock und/oder der Fußabschnitt des Lagerbocks greift in diese Führungsvorrichtung ein und wird durch diese in Längserstreckung des Lagerbolzens geführt. Vorzugsweise weist die Führungsvorrichtung Seitenflächen auf, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu den Führungsflächen des Fußabschnitts des Lagerbocks ausgerichtet sind, wobei Seitenflächen und Führungsflächen beim Verschieben des Lagerbocks aufeinander gleiten.

Vorzugsweise wird der Lagerbock durch die Seitenflächen der Führungsvorrichtung geklemmt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Seitenflächen der Führungsvorrichtung in Richtung der Längsöffnung der Führungsvorrichtung konvergieren und die Führungsflächen des Fußabschnitts des Lagerbocks die Seitenflächen der Führungsvorrichtung hinterschneiden oder hintergreifen, so dass der Lagerbock nicht aus der Führungsvorrichtung herausfallen kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lagerbock unter Vorspannung zwischen Kontaktträger und Lagerbolzen eingebaut. Die Vorspannung ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass selbst bei Spitzenbelastung der Schaltkontaktanordnung im Schaltbetrieb der Lagerbock durch den Lagerbolzen an den Kontaktträger gedrückt oder gepresst wird.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem Lagerbock ein Vorsprung mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Abschirmkörpers angeordnet und/oder einstückig angeformt. Dieser Abschirmkörper – auch Schippe genannt – schützt unterhalb des Abschirmkörpers angeordnete Schalterteile vor herabfallenden Abbrandprodukten oder kondensierenden Schaltgasen.

Der Lagerbock ist bevorzugt als Kunststoffteil und/oder als Metallteil und/oder als ein mit Kunststoff umschlossenes Metallteil ausgebildet. Für das Metallteil wird beispielsweise unmagnetischer Stahl oder Aluminium verwendet.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Lagerböcke in den Kontaktträger eingesetzt, die verschiedene Dicken in axialer Richtung des Lagerbolzens aufweisen. Durch die Verwendung von Lagerböcken verschiedener Dicke können definierte Abstände zwischen den Kontakthebeln erreicht werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltkontaktanordnung in einer schematischen Querschnittsdarstellung entlang der in den 2 und 3 gezeigten Schnittlinie E-E;

2 das Ausführungsbeispiel in 1 in teilweise geschnittener Seitenansicht entlang der Schnittlinie A-A in 1;

3 Eine abgewandelte Ausführungsform des Ausführungsbeispiels in 1 in analoger Darstellung wie 2.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltkontaktanordnung 1 in einer schematischen Querschnittdarstellung entlang der in den 2 und 3 gezeigten Schnittlinie E-E.

Die Schaltkontaktanordnung 1 umfasst einen einstückig ausgebildeten Kontaktträger 2, der einen Steg 3 und zwei Wangen 4 aufweist, wobei die Wangen 4 jeweils an den Enden des Stegs 3 senkrecht zum Steg 3 angeordnet sind. In der in 1 gezeigte Schnittdarstellung bilden der Steg 3 und die Wangen 4 gemeinsam ein liegendes, langgestrecktes "U", wobei der von Steg 3 und Wangen 4 umschlossene Hebelraum 5 zur Aufnahme der Kontakthebel 6 dient.

Die Kontakthebel 6 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht angedeutet in der 1 dargestellt, im eingebauten Zustand sind die Kontakthebel 6 parallel zueinander und parallel zu den Wangen 4 angeordnet. Derartige Kontakthebel und eine analoge Anordnung der Kontakthebel 6 sind beispielsweise in der Druckschrift WO 02/082481 der Anmelderin beschrieben auf die Bezug genommen wird. Zur Illustration ist ein einzelner Kontakthebel 6 in der 1 schematisch gestrichelt angedeutet.

Die Wangen 4 weisen jeweils eine Aufnahme 7 auf, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist und die zur Lagerung eines Lagerbolzens 8 dient. Der Lagerbolzen 8 ist in der 1 ebenfalls nur schematisch gestrichelt angedeutet und erstreckt sich zwischen den Aufnahmen 7 der Wangen 4, in denen der Lagerbolzen 8 mit seinen Endabschnitten aufgenommen ist. Auf dem Lagerbolzen 8 sind die Kontakthebel 6 schwenkbar gelagert.

Zur Abstützung des Lagerbolzens 8 sind die Wangen 4 vorgesehen, die als Stützelemente wirken. Zusätzlich sind zwei Lagerböcke 9 zwischen dem Lagerbolzen 8 und einer dem Lagerbolzen 8 zugewandten Seitenfläche des Stegs 3 als weitere Stützelemente eingesetzt. Die Lagerböcke 9 weisen einen Kopfabschnitt 10 mit einer Aufnahme 11 auf, auf die der Lagerbolzen 8 aufliegt. Ein Fußabschnitt 12 stützt sich an der dem Lagerböcken 9 zugewandten Seitenfläche des Stegs 3 ab und greift dort in eine parallel zu dem Lagerbolzen 8 ausgerichtete Nut 13 ein. Die Nut 13 erstreckt sich über die gesamte Länge des Stegs 3 zwischen den Wangen 4. Fußabschnitt 12 und Nut 13 sind dabei so ausgeführt, dass der oder die Lagerböcke entlang der Längserstreckung des Lagerbolzens 8 verschiebbar sind.

Die zwei dargestellten Lagerböcke 9 weisen in Längserstreckung des Lagerbolzens 8 eine identische Dicke auf. Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen können auch Lagerböcke 9 mit verschiedenen Dicken verwendet werden, um die auf dem Lagerbolzen 8 gelagerten Kontakthebel 6 seitlich zu stützen und insbesondere definierte Abstände zwischen den Kontakthebeln 6 zu erreichen.

In den Steg 3 ist eine Bohrung 14 eingebracht, die parallel zu dem Lagerbolzen 8 ausgerichtet ist und zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kupplungsbolzens zur Ankopplung der Schaltkontaktanordnung an einen Schaltautomaten dient.

Die 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Schaltkontaktanordnung 1 in 1 entlang der Schnittlinie A-A. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Aufnahmen 7 der Wangen 4 sowie die Aufnahme 11 der Lagerböcke 9 deckungsgleich angeordnet sind. Der geschnittene Lagerbock 9 weist in seinem Fußabschnitt 12 einen rechteckigen Querschnitt auf und ist in die Nut 13 eingelegt. Die Nut 13 weist einen ebenfalls rechteckigen Öffnungsquerschnitt auf, so dass der Lagerbock 9 durch die Seitenflächen der Nut 13 geführt und durch die Bodenfläche der Nut 13 abgestützt ist.

Die Aufnahme 11 für den Lagerbolzen 8 des Lagerbocks 9 weist in dieser Darstellung einen liegend U-förmigen Querschnitt auf, mit einem radialen Öffnungsbereich, der im Durchmesser in etwa dem Durchmesser des Lagerbolzens 8 entspricht. Der Auflagebereich der Aufnahme 11 für den Lagerbolzen 8 ist halbrund ausgebildet mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser des Lagerbolzens 8 und/oder der Aufnahmen 7 der Wangen 4 entspricht. Bei dieser Ausführungsform kann der Lagerbock 9 auf den Lagerbolzen 8 einfach aufgesteckt werden.

Die 3 zeigt in der gleichen Darstellung wie 2 eine alternative Ausführungsform für den Lagerbock 9. Dieser abgewandelte Lagerbock 9 weist als Aufnahme 7 eine Durchgangsbohrung auf, in die der Lagerbolzen 8 aufnehmbar ist.

Bei beiden Ausführungen der Lagerböcke 8 kann ein Fortsatz 15 vorgesehen sein, der eine Aussparung 16 mit rechteckigem Querschnitt aufweist, in die ein Abschirmkörper eingesetzt werden kann.

Die Lagerböcke 9 sind unter Vorspannung zwischen Lagerbolzen 8 und Steg 3 montiert, so dass auch bei starken Biegebeanspruchungen die Lagerböcke 9 nicht aus der Nut 13 springen können.

1Schaltkontaktanordnung 2Kontaktträger 3Steg 4Wange 5Hebelraum 6Kontakthebel 7Aufnahme 8Lagerbolzen 9Lagerböcke 10Kopfabschnitt 11Aufnahme 12Fußabschnitt 13Nut 14Bohrung 15Fortsatz 16Aussparung

Anspruch[de]
  1. Schaltkontaktanordnung (1) für einen elektrischen Schalter mit einem Kontaktträger (2), an dem mittels eines Lagerbolzens (8) mehrere Kontakthebel (6) schwenkbar gelagert sind,

    wobei der Kontaktträger (2) zumindest zwei Stützelemente (4) zum radialen Abstützen des Lagerbolzens (8) aufweist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass zusätzlich wenigstens ein längs des Lagerbolzens (8) verschiebbarer Lagerbock (9) zum radialen Abstützen des Lagerbolzens (8) vorgesehen ist.
  2. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbocks (9) einen Kopfabschnitt (10) aufweist, der als eine Stützaufnahme (11) für den Lagerbolzen (8) ausgebildet ist, auf die der Lagerbolzen (8) zumindest abschnittsweise formschlüssig aufliegt.
  3. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützaufnahme (11) den Lagerbolzen (8) teilweise umgreift.
  4. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (8) in die Stützaufnahme (11) durch eine radiale Verschiebung auflegbar ist.
  5. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützaufnahme (11) den Lagerbolzen vollständig umschließt.
  6. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützaufnahme (11) als Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser ausgeführt ist, der geringfügig größer als der Durchmesser des Lagerbolzens (8) ausgebildet ist.
  7. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützaufnahme (11) in axialer Erstreckung des Lagerbolzens (8) deckungsgleich mit Aufnahmeöffnungen (7) für den Lagerbolzen in den mindestens zwei Stützelementen (4) ausgebildet ist.
  8. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (8) einen Fußabschnitt (12) aufweist, der zwei parallel zur Längserstreckung des Lagerbolzens (8) ausgerichtete Führungsflächen aufweist.
  9. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (2) eine Führungsvorrichtung (13) aufweist, die parallel zur Längserstreckung des Lagerbolzens (8) ausgerichtet ist, in die der Lagerbock (9) und/oder der Fußabschnitt (12) des Lagerbocks (9) eingreift.
  10. Schaltkontaktanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen der Führungsvorrichtung (13) parallel oder im Wesentlichen parallel zu den Führungsflächen des Fußabschnitts (12) des Lagerbocks (9) ausgerichtet sind.
  11. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (9) unter Vorspannung zwischen Kontaktträger (2) und Lagerbolzen (8) eingebaut ist.
  12. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagerbock (9) ein Vorsprung (15) mit einer Ausnehmung (16) zur Aufnahme eines Abschirmkörpers angeordnet und/oder einstückig angeformt ist.
  13. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (8) als Kunststoffteil und/oder als Metallteil und/oder als ein mit Kunststoff umschlossenes Metallteil ausgebildet ist.
  14. Schaltkontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lagerböcke (8) in den Kontaktträger (2) eingesetzt sind, die verschiedene Dicken in axialer Erstreckung des Lagerbolzens (8) aufweisen.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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