Mehrpoliger Leistungsschalter mit gesonderten Isolierstoffgehäusen

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit folgenden Merkmalen:

• Ein erster Pol mit einem Isolierstoffgehäuse und einem darin angebrachten Rahmen;
• eine an dem Rahmen angebrachte Antriebsvorrichtung mit einem durch eine Öffnung des Gehäuses vorstehenden Betätigungshandgriff;
• eine durch die Antriebsvorrichtung zu betätigende Kontaktanordnung;
• eine Auslösevorrichtung zur selbsttätigen Trennung der Kontakte der Kontaktanordnung in Abhängigkeit von Fehlerbedingungen;
• ein zweiter Pol mit einem Isolierstoffgehäuse und einer darin angeordneten Kontaktanordnung sowie mit einer Auslösevorrichtung;
• in Öffnungen des Gehäuses des ersten und des zweiten Poles zugängliche Kupplungsglieder zur Verbindung der Auslösevorrichtungen der beiden Pole;
• sowie eine Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung der Kontaktanordnungen des ersten und des zweiten Poles.

Ein Leistungsschalter dieser Art ist durch die DE-A-2 657 414 bekannt geworden. Zur gleichzeitigen Betätigung der Kontaktanordnungen dient dabei eine Traverse, die sich durch Öffnungen der einander zugewandten Wände der Einzelpolgehäuse erstreckt und die darin befindlichen Antriebsvorrichtungen miteinander verbindet. Nur einer der Pole ist dabei mit einem Betätigungshandgriff versehen. In ähnlicher Weise sind die Auslösevorrichtungen der einzelnen Pole durch eine Auslösewelle oder gemeinsame Betätigungsstange verbunden, die sich durch Öffnungen der einander benachbarten Gehäusewände erstreckt.

Eine andere bekannte Bauform von Niederspannungs-Leistungsschaltern (z. B. US-A-4 286 130) mit Isolierstoffgehäuse geht im Unterschied hierzu von einem zweiteiligen Gehäuse aus, wobei jeder Gehäuseteil Kammern für die einzelnen Pole des Schalters aufweist. Diese Bauform von Leistungsschaltem besitzt nur eine Antriebsvorrichtung, von der ausgehend durch eine Traverse oder Welle die einzelnen Kontaktanordnungen zum Ausschalten und zum Einschalten betätigt werden. Auch sind die Auslösevorrichtungen der einzelnen Pole durch eine gemeinsame Auslösewelle oder Auslösestange verbunden, so daß die Kontaktanordnungen aller Pole getrennt werden, gleichgültig in welchem Pol die Auslösevorrichtung angesprochen hat. Für zweipolige, dreipolige oder vierpolige Schalter sind jeweils unterschiedliche Gehäuseteile erforderlich.

Die zunächst erläuterte Bauform von Niederspannungs-Leistungsschaltem, von der die Erfindung ausgeht, hat den Vorteil der leichteren Herstellbarkeit der Isolierstoffteile, weil diese nicht nur einheitlich, sondern auch kleiner sind und ein geringeres Stückgewicht aufweisen als die umfangreicheren und komplizierteren Gehäuseteile der Bauart mit zweiteiligem Gehäuse. Dem erwähnten Vorteil stehen jedoch gewisse Erschwernisse bei der Bildung der mehrpoligen Schalter aus den einpoligen Einheiten gegenüber, die sich aus den Kupplungselementen ergeben, die zur Verbindung der Kontaktanordnungen und der Auslösevorrichtung der einzelnen Pole benötigt werden.

Es sind auch mehrpolige Leitungsschutzschalter bekannt (DE-B-2 349 600), die aus jeweils für sich vollständig funktionsfähigen Einzelpoleinheiten zusammengesetzt werden. Jede dieser Poleinheiten weist somit eine eigene Antriebsvorrichtung mit einem Betätigungshandgriff und eine Auslösevorrichtung auf. Nur für diese ist eine Kupplung vorgesehen, und zwar durch beim Zusammenfügen der Poleinheiten miteinander in Eingriff gelangende Kupplungsteile. Zusätzlich wird ein Zentrierring benötigt, der in die Gehäuseöffnungen eingelegt wird und der die benachbarten Schaltergehäuse gegeneinander ausrichtet.

Der Erfindung liegt in diesem Zusammenhang die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu überwinden und ein System zur besonders einfachen Herstellung der benötigten Wirkverbindungen zwischen den einzelnen Schalterpolen anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende weitere Merkmale gelöst:

• Die zur Verbindung der Auslösevorrichtungen dienenden Kupplungsglieder des ersten und des zweiten Poles sind unmittelbar miteinander formschlüssig in Eingriff bringbar ausgebildet;
• und die Kontaktanordnung des ersten und des zweiten Poles sind durch eine Traverse zur gemeinsamen Bewegung der Kontakte beider Pole verbunden.

Die formschlüssig zusammenwirkenden Kupplungsglieder der Auslösevorrichtungen machen es entbehrlich, eine in ihrer Länge auf die jeweils gewünschte Polzahl des Leistungsschalters abgestimmte Auslösestange oder Auslösewelle bereitzuhalten. Vielmehr kommt die gewünschte Kupplung lediglich durch Zusammenfügen der einzelnen Pole zustande. Im Unterschied zu den bisher gebräuchlichen längeren Kupplungsgliedem in der Gestalt von Stangen oder Wellen ist hierdurch auch die Gefahr einer Beschädigung vermieden, weil die neuen Kupplungsglieder entweder gar nicht oder nur um ein geringes Maß über die Breite der einzelnen Gehäuse überstehen. Ferner werden dadurch, daß die Kontaktanordnungen durch eine Traverse verbunden werden, gesonderte Antriebsvorrichtungen für die zusätzlichen Pole entbehrlich. Der in den zusätzlichen Polen hierdurch frei werdende Raum kann zur Unterbringung zusätzlicher Einrichtungen oder für Maßnahmen zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit ausgenutzt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Kupplungsglied des einen Poles eine über die Öffnung des Gehäuses vorstehende Zunge und das Kupplungsglied des zweiten Poles eine mit der Zunge in Eingriff zu bringende Rille aufweisen. Aufgrund dieser Gestaltung sind die Auslösevorrichtungen eines mehrpoligen Leistungsschalters ohne Schwierigkeit miteinander in Eingriff zu bringen, während gleichzeitig die Anforderungen an die Herstellung solcher Kupplungsglieder leicht zu beherrschen sind.

Die zur Verbindung der Kontaktanordnungen vorgesehene Traverse kann mit der Kontaktanordnung des ersten Poles fest verbunden sein und der zweite Pol kann auf die Traverse aufschiebbar ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, daß die Traverse als relativ starres und robustes Teil bei der Zusammenfügung mehrerer Pole gewissermaßen als Montagehilfe dient. Hierdurch wird eine Ausrichtung der Gehäuse erzielt, durch die auch die Kupplungsglieder der Auslösevorrichtungen leicht miteinander in Eingriff zu bringen sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Traverse aus kuppelbaren Teilstücken bestehen, von denen das eine an dem ersten Pol befestigt und ein weiteres dem zweiten Pol zugeordnet ist und die miteinander formschlüssig in Eingriff zu bringen sind. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für solche Fälle, in denen Leistungsschalter wechselnder Polzahl herzustellen sind. In diesem Fall gelangen sowohl die Kontaktanordnungen der einzelnen Pole, als auch deren Auslöseinrichtungen beim Zusammenfügen der einzelnen Gehäuse formschlüssig miteinander in Eingriff.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

• Die Figur 1 ist die Ansicht des mittleren Poles eines Leistungsschalters mit entfernter Abdeckung zur Sichtbarmachung der inneren Baugruppen.
• Die Figur 2 ist eine Draufsicht des Poles nach der Figur 1, wobei eine Traverse und ein Kupplungsglied der Auslösevorrichtung erkennbar sind.
• Die Figur 3 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 1, zeigt jedoch einen linksseitig anschließend anzuordnenden Pol.
• Die Figur 4 ist eine Draufsicht ähnlich der Figur 2, zeigt jedoch den linken Pol gemäß der Figur 3, wobei der mittlere Pol gemäß der Figur 2 angedeutet ist.

Es wird zunächst auf die Figur 4 Bezug genommen, in der ein mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter 10 mit zwei Polen gezeigt ist. Dieser besitzt einen nur teilweise gezeigten mittleren oder ersten Pol 12 und einen linken oder zweiten Pol 14. Jeder Pol besitzt ein eigenes Isolierstoffgehäuse. Die beiden Gehäuse sind miteinander verbunden und bilden einen einzelnen Niederspannungs-Leistungsschalter 10 der Bauart MCCB. Während die Ausführungsform gemäß der Figur 4 im wesentlichen eine zweipolige Anordnung zeigt, kann auch eine dreipolige Anordnung werden. Hierzu wird ein rechter Pol zu den beiden in Figur 4 gezeigten Polen hinzugefügt. Der linke Pol und der rechte Pol sind einander ähnlich.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist der mittlere Pol mit einer Antriebsvorrichtung 16 versehen, die einen Betätigungshandgriff 18 aufweist, der zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung bewegbar ist. Die Antriebsvorrichtung 16 ist nur bei dem mittleren Pol 12 vorhanden. Werden rechte und linke Pole benutzt, so weisen diese keine Antriebsvorrichtungen auf, wie sie der mittlere Pol besitzt. Somit besitzt der mehrpolige Leistungsschalter nur eine Antriebsvorrichtung.

Der mittlere Pol enthält ferner eine bewegbare Kontaktanordnung 20, die elektrodynamisch öffnende Kontakte besitzt, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegbar sind. Ein Beispiel für ein elektrodynamisch öffnendes Kontaktsystem ist in der US-A-4409573 beschrieben. Ein Hebelwerk 22 verbindet die Antriebsvorrichtung 16 und die Kontaktanordnung 20, so daß die Kontakte durch Betätigung des Betätigungshandgriffes 18 geöffnet und geschlossen werden können.

Der mittlere Pol 12 enthält eine Auslösevorrichtung 23c, der in dem Gehäuse angeordnet ist und zur Auslösung des Leistungsschalters 10 dient. Die Bewegung des Betätigungshandgriffes 18 aus der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung schließt die Kontakte und speichert die Energie zur mechanischen Trennung der Schaltkontakte beim Ansprechen der Auslösevorrichtung. Wird die Auslösewelle 25C der Auslösevorrichtung 23C gedreht, so wird die gespeicherte Energie zur Öffnung der Kontakte freigesetzt. Wie erwähnt, enthält nur der mittlere Pol die Antriebsvorrichtung 16, welche die Energie zum Ausschalten speichert. Wird ein linker Pol 14 benutzt, so erfaßt dessen Auslösevorrichtung 23L den Auslösemechanismus 23C des mittleren Poles 23, so daß jeder Pol die Auslöseenergie freisetzen kann. Die Auslösevorrichtungen 23L und 23C können miteinander durch eine Zungen-und Rillenanordnung oder auf andere geeignete Weise, z. B. durch eine Stiftverbindung, verbunden sein. Auf diese Weise werden beim Ansprechen der Auslösevorrichtung aus beliebigen Grund selbsttätig und gleichzeitig die anderen Auslösevorrichtungen betätigt und dadurch die Schaltkontakte geöffnet.

Die Kontaktanordnung 20 ist mit einer Klammer 24 versehen, durch die sich eine Traverse 26 erstreckt. Die Traverse ist aus einem sehr festen Isoliermaterial hergestellt z. B. aus Glasfaserepoxidharz. Die Traverse 26 kann ein einzelnes Teil sein oder kann aus einem Teilstück pro Pol bestehen, wobei die Teilstücke in geeigneter Weise formschlüssig miteinander in Eingriff zu bringen sind. Es hat sich als wirtschaftlich vorteilhaft erwiesen, die Traverse 26 als einzelnes Teil herzustellen. Die Traverse 26 paßt in die Klammer 24 und ist darin vorzugsweise durch eine Verformung der Klammer 24 um die Traverse 26 herum befestigt. Dies kann in der Gestalt von Vertiefungen oder anderen Verzahnungen oder durch eine Schraube oder ein Spannband geschehen. Als einfach und wirksam hat sich eine leichte Verzahnung oder Riffelung erwiesen, um die Traverse 26 mit der Klammer 24 zu verbinden. Aufgrund ihrer Anordnung in der Kontaktanordnung bewegt sich die Traverse 26 gemeinsam mit der Kontaktanordnung 20. Daher findet eine Bewegung der Traverse 26 unabhängig davon ab, ob sich die Kontakte aufgrund eines starken Überstromes oder eines Fehlerstromes öffnen oder ob die Bewegung mittels des Betätigungshandgriffes 18 bewirkt wird oder ob eine Auslösung aufgrund eines Überstromes eintritt.

Wie die Figur 3 zeigt, ist der zweite oder linke Pol 14 ähnlich wie der rechte Pol 12 ausgebildet mit dem Unterschied, daß der linke Pol keine Antriebsvorrichtung besitzt. Der linke Pol enthält jedoch eine bewegbare Kontaktanordnung 28 mit einer Klammer 30. Die Klammer 30 wird einfach über die Traverse 26 geschoben, so daß es einfach ist, einen Pol hinzuzufügen. Der linke Pol 14 enthält auch Mittel 32 zur Einstellung des Auslösestromes und ein Mittel 34 zur Auslösung des Poles von Hand. Die ersten und zweiten Pole besitzen ferner Auslösevorrichtungen 23C und 23L, die miteinander in Verbindung stehen, so daß bei Auslösung eines Poles der andere ebenfalls ausgelöst wird.

Gemäß den Figuren 1 bis 4 erstreckt sich die Traverse 26 von dem ersten Pol 12 zu dem zweiten Pol 14. Die Traverse 26 erstreckt sich von der Klammer 24 des Hauptpoles durch eine Öffnung des Gehäuses des Hauptpoles 12, dann durch eine Öffnung in dem Gehäuse des zweiten Poles 14 und in die Klammer 30 der Kontaktanordnung 28 des zweiten Poles 14. Durch diese Konstruktion wird eine Bewegung jedes Kontaktarmes zu dem anderen Kontaktarm durch die Traverse 26 übertragen. Dies zwingt die Kontaktanordnungen zu gemeinsamer Bewegung. Z. B. gibt ein Druck auf den Auslöseknopf 34 die Kontaktanordnung 28 frei, so daß die Kontakte öffnen. Weil die Kontaktanordnung 20 mit der Kontaktanordnung 28 durch die Traverse 26 verbunden ist, öffnet die Kontaktanordnung 20 ebenfalls. In ähnlicher Weise wird die Öffnungskraft durch die. Traverse zu der anderen Kontaktanordnung zur gleichzeitigen Öffnung der Kontakte übertragen, wenn eine der Kontaktanordnungen durch einen Überstrom zum Öffnen gebracht wird. Auch bei einer Bedienung des Betätigungshandgriffes 18 werden beide Kontaktanordnungen gleichzeitig geöffnet oder geschlossen aufgrund ihrer Verbindung durch die Traverse 26. In allen Fällen können sich die Kontaktanordnungen aufgrund ihrer Verbindung durch die Traverse 26 nur gleichzeitig bewegen.