Antriebsbauteil für einen mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter

Die Erfindung betrifft ein Antriebsbauteil mit Armteilen zur gelenkigen Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung von bewegbaren Kontakthebeln eines mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalters, mit einem im wesentlichen der Länge des Antriebsbauteiles entsprechend bemessenen inneren Metallkörper und einem fest mit diesem verbundenen äußeren Mantelkörper aus Isolierstoff als Träger von Haltern für Kontakthebel sowie zwischen den Polen angeordneten Isolierstoffschirmen zum Schutz gegen Überschläge zwischen benachbarten Polen.

Ein Antriebsbauteil dieser Art ist beispielsweise durch die DE-B-27 57 696 (nächstliegender Stand der Technik) bekannt geworden. Hierbei dient das Antriebsbauteil als Schaltwelle, d. h. das Antriebsbauteil nimmt zugleich die Funktion der Schwenkachse bei den Ein- und Ausschaltbewegungen der bewegbaren Kontakthebel wahr. Ferner können Antriebsbauteile der hier betrachteten Art auch als reines Isolier- und Tragorgan für Kontaktanordnungen als Schalttraverse eingesetzt werden, wobei die Schwenkachse nicht mit der Längsachse des Antriebsbauteiles zusammenfällt. Beispiele solcher Schalttraversen sind den US-A-4 137 437, 4 524 339 und 4 580 021 zu entnehmen.

Da im Betrieb von Niederspannungs-Leistungsschaltern eine äußerst rasche Kontakttrennung und eine zuverlässige Aufrechterhaltung der Isolation zwischen den benachbarten Polen gefordert wird, ergeben sich hohe Anforderungen an die Antriebsbauteile in elektrischer und mechanischer Hinsicht. Insbesondere soll eine gleichzeitige Betätigung der Kontakthebel sämtlicher Pole sichergestellt sein, obwohl die Einleitung der Antriebskraft in das Antriebsbauteil nur örtlich erfolgt. Ferner sind die Antriebsbauteile insbesondere beim Abschalten hoher Fehlerströme dem Einfluß von Schaltgasen ausgesetzt, die sich nicht nur in der Richtung der Lichtbogenlöschkammer, sondern aufgrund des hohen Druckes der Gase auch teilweise in Richtung der Antriebsteile im Inneren des Leistungsschalters ausbreiten. Von den Schaltgasen herrührende Niederschläge können zum Fließen von Kriechströmen entlang der Oberfläche des Antriebsbauteiles führen. Hieraus können sich Überschläge mit einem nachfolgenden Störlichtbogen und entsprechenden Zerstörungen entwickeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Antriebsbauteil so auszubilden, daß es bei möglichst geringem Gewicht eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und daß der Entstehung von Kriechströmen oder Überschlägen wirksamer als bisher entgegengewirkt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Metallkörper auf seiner ganzen Länge mit einer dünnwandigen abgewinkelten Querschnittsform ausgebildet ist, daß die Armteile an dem Metallkörper befestigt sind und daß die Isolierstoffschirme Bestandteil des Mantelkörpers aus Isolierstoff sind. Durch die Anwendung eines Winkelprofils wird bei geringem Gewicht ein hohes Widerstandsmoment gegen Verdrehung und Biegung erreicht. Durch die einstückige Herstellung von Mantelkörper und Isolierstoffschirmen werden Kriechwege entlang der Oberfläche des Mantelkörpers ausgeschlossen.

Zur Steigerung der mechanischen Festigkeit des Antriebsbauteiles kann noch dazu beigetragen werden, daß der Metallkörper eine Ausbildung zur Verbesserung der haftenden Verbindung zwischen dem Metallkörper und dem Mantelkörper aufweist. Als vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang insbesondere die Anbringung von Öffnungen an dem Metallkörper für den Durchgriff des Isolierstoffes des Mantelkörpers erwiesen.

Die erwünschte hohe mechanische Festigkeit des Antriebsbauteiles ist mit Vorteil dadurch zu erreichen, daß der Metallkörper ein Profilteil mit U-förmigem Querschnitt aufweist. Eine weitere Steigerung der Festigkeit ist dadurch zu erreichen, daß zwei mit ihren Mittelteilen aneinanderliegend verbundene U-Profilteile zur Bildung eines Metallkörpers mit I-Profil verwendet werden.

Als Mittel zur Verbesserung der haftenden Verbindung zwischen dem Metallkörper und dem Mantelkörper können die Mittelteile der verbundenen U-förmigen Profilteile korrespondierende Öffnungen für den Durchgriff des Isoliermaterials des Mantelkörpers aufweisen. Zusätzlich können Stege vorgesehen sein, die sich von wenigstens einem Rand jeder der korrespondierenden Öffnungen erstrecken.

Geeignet zur Bildung des Metallkörpers ist ferner ein rechteckiges Hohlprofil, insbesondere ein Hohlprofil mit quadratischer Form.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figuren 1 und 2 zeigen in zwei um 90° gegeneinander gedrehten Draufsichten eine Schalttraverse für einen Niederspannungs-Leistungsschalter.

Die Figur 3 zeigt eine Stirnansicht der Schalttraverse gemäß den Figuren 1 und 2.

In den Figuren 4 und 5 ist gleichfalls in zwei um 90° gegeneinander gedrehten Draufsichten ein in der Schalttraverse gemäß den Figuren 1 und 2 enthaltener Metallkörper gezeigt.

Die Figur 6 zeigt eine Stirnansicht des Metallkörpers gemäß den Figuren 4 und 5.

In der Figur 7 ist gleichfalls in einer Stirnansicht ein Metallkörper mit einem quadratischen Profilteil dargestellt.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Schalttraverse 10 als Antriebsbauteil in einem dreipoligen Niederspannungs-Leistungsschalter kompakter Bauart mit Formstoffgehäuse gezeigt. Die Schalttraverse 10 umfaßt einen Mantelkörper 12 aus einem isolierenden Kunststoff und einen inneren Metallkörper 14.

Der Mantelteil 12 weist Isolierstoffschirme 16 auf, von denen je zwei beidseitig beidseitig eines als Armteil vorgesehenen Antriebsarmes 18 angeordnet sind, der zur gelenkigen Verbindung mit einer Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters dient. An den Enden der Schalttraverse 10 und in dem Raum zwischen den beiden Paaren von Isolierstoffschirmen 16 bildet der Mantelkörper 12 Halter 20 zur Anbringung von Kontakthebeln. Im Bereich der Antriebsarme 18 und zwischen den zugehörigen Isolierstoffschirmen 16 bildet der Mantelkörper 12 Teilstücke mit einem geringeren Querschnitt.

Die Halter 20 weisen jeweils Löcher 24 für die Anbringung von Kontakthebeln, Löcher 26 für Zugfedern und Öffnungen 28 und 30 für Druckfedern auf. Die Löcher 24 dienen zur Befestigung eines Trägers der Kontakthebel an der Schalttraverse 10. Die Löcher 28 dienen zur Aufnahme von Kontaktkraftfedern für die Hauptkontakte entsprechend der Anzahl zu jedem Pol gehörender Kontakthebel. Die jeweils eine Öffnung 30 in jedem der Halter 20 dient sinngemäß zur Aufnahme einer Druckfeder, die als Kontaktkraftfeder für die Abbrand- oder Vorkontakte vorgesehen ist.

Die Druckfedern bewirken eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Kraft auf die Kontaktstücke an den Kontakthebeln. Um diese Aufteilung der Kräfte zu erleichtern, ist der Kontaktträger an der Schalttraverse derart angebracht, daß die Schalttraverse 10 relativ zu dem Kontaktträger begrenzt beweglich ist, um eine Kompression der Druckfedern beim Schließen zu gestatten.

Die in den Löchern 24 anzubringenden Zugfedern dienen zur Bereitstellung der Öffnungskraft an der Schalttraverse 10 derart, daß die Kontaktanordnungen geöffnet werden.

In den Figuren 4, 5 und 6 sind Einzelheiten des in der Schalttraverse 10 gemäß den Figuren 1, 2 und 3 enthaltenen Metallkörpers 14 dargestellt. Insbesondere den Figuren 1 und 2 ist zu entnehmen, daß Metallkörper 14 etwas kürzer als die Schalttraverse 10 bemessen ist, wodurch auch die Stirnseiten des Metallkörpers von dem isolierenden Kunststoff des Mantelteiles 12 bedeckt ist. Der Metallkörper 14 weist die Antriebsarme 18 auf, die aus zwei einander gegenüberstehend angeordneten Winkelstücken 36 bestehen. In jedem der Winkelstücke 36 ist eine Öffnung für einen Stift angebracht, der zur Verbindung der Schalttraverse mit der Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters dient. Im Querschnitt ist der Metallkörper 14 im wesentlichen I-förmig ausgebildet. Um diese Querschnittsform bereitzustellen, sind zwei U-förmige bzw. C-förmige Profilteile 32 mit ihren Mittelteilen aneinanderliegend verbunden. Die Winkelstücke 36 liegen auf den benachbarten Schenkeln der beiden Profilteile 32 auf und schließen mit diesen etwa bündig ab.

Um eine besonders feste Bindung zwischen dem Metallkörper 14 und dem Mantelkörper 12 zu erzielen, ist der Metallkörper 14 mit Öffnungen 33 versehen, die korrespondierend in den Mittelteilen beider Profilteile 32 angebracht sind. Jeweils an einem Rand jeder Öffnung 33 ist ein Steg 34 angeordnet, z. B. durch Herausbiegen aus der Öffnung 33, um eine feste Verankerung des isolierenden Kunststoffes an dem Metallkörper 14 zu erreichen. Jeweils eine Anordnung von Öffnungen 33 und Stegen 34 befindet sich im Bereich jedes der drei Halter 20.

Während in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 U- bzw. C-förmige Profilteile zur Bildung des Metallkörpers 14 benutzt werden, kann auch ein einzelnes U- oder C-förmiges Profilteil verwendet werden. Ferner zeigt die Figur 7, daß auch ein rechteckiges bzw. quadratisches Profilteil 38 geeignet ist, das etwa dem Gesamtquerschnitt der beiden Profilteile 32 in der Figur 6 entspricht.