Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CONTROL SHAFT FOR ACTUATING SWITCHING CONTACTS OF MULTIPOLE ELECTRICAL POWER CIRCUIT BREAKERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/049055
Kind Code:
A1
Abstract:
The ability to adapt control shafts for actuating switching contacts to different multipole electrical power circuit breakers involving low production costs and ease of assembly is realized by placing the coupling device of the control shaft onto another control shaft at the end face of the shaft (11) and by providing said coupling device (4) in the form of a rotationally fixed plug-type connector.

Inventors:
BACH MICHAEL (DE)
SEBEKOW MICHAEL (DE)
SEIDLER-STAHL GUENTER (DE)
SCHMIDT DETLEV (DE)
THIEDE INGO (DE)
TUERKMEN SEZAI (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/002996
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
August 07, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
BACH MICHAEL (DE)
SEBEKOW MICHAEL (DE)
SEIDLER-STAHL GUENTER (DE)
SCHMIDT DETLEV (DE)
THIEDE INGO (DE)
TUERKMEN SEZAI (DE)
International Classes:
H01H19/64; (IPC1-7): H01H19/64; H01H3/46; H01H71/02
Foreign References:
DE2521341B11976-09-30
US3260803A1966-07-12
EP0342260A11989-11-23
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Schutzansprüche
1. Schaltwelle zum Betätigen von Schaltkontakten mehrpoliger elektrischer Leistungsschalter, bei der mehrere Hebel (3) von einem zentralen Schaft bzw. ei ner zentralen Welle (11) abstehen und die Welle (11) mit ei ner Kupplungseinrichtung (4) zum Verbinden mit einer weiteren Schaltwelle (2) bzw. deren Kupplungseinrichtung (5) versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplungseinrichtung (4) am Stirnende der Welle (11) angeordnet und als verdrehsichere Steckverbindung ausgebildet ist.
2. Schaltwelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steckverbindung als Polygonverzahnung ausgebildet ist.
3. Schaltwelle nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steckverbindung der Schaltwelle (1) als am Wellen stirnende angeordnete zentrische Buchse (7) mit axial verlau fenden Nuten (8) ausgebildet ist.
4. Schaltwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplungseinrichtung (5) der weiteren Schaltwelle (12) als am Wellenende angeordneter zentrischer Zapfen (9) mit axial verlaufenden Rippen (1) ausgebildet ist.
5. Schaltwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Ausbildung als Gussteil mit Hebeln (3) für dreipolige Leistungsschalter.
6. Schaltwelle nach einem der vorhergenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die weitere Schaltwelle (12) aus einem Rundstahl mit an geschweißtem oder angelötetem Hebel (3) hergestellt ist.
Description:
Beschreibung Schaltwelle zum Betätigen von Schaltkontakten mehrpoliger elektrischer Leistungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltwelle der im Ober- begriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.

Es ist bereits bekannt (DE 197 27 853 Cl, EP 0 634 051 B1), die Schaltwelle zum baukastenartigen Verlängern um weitere entsprechende Schaltwellen mit einer Kupplungseinrichtung zum Verbinden mit einer weiteren Schaltwelle zu versehen ; dabei steht die Kupplungseinrichtung radial vom Schaft bzw. der Welle in Form eines an den endseitigen Hebel der zu verlän- gernden Schaltwelle angreifenden Kupplungsarms am Ende der weiteren Schaltwelle oder in Form von endseitig an den Schaltwellen montierten Zusatzhebeln ab, welche mit Durch- gangslöchern für Kupplungsbolzen ausgerüstet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Schalt- wellen herstellungstechnisch zu verbessern und montagefreund- licher bzw. noch funktionssicherer auszubilden.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in den Un- teransprüchen sind weitere Ausbildungen beansprucht.

Gemäß der Erfindung befindet sich die Kupplungseinrichtung am Stirnende der Achse bzw. Welle und nicht an einem radial von der Wellenachse entfernten Teil. Darüber hinaus ist die Kupp- lungseinrichtung als verdrehsichere Steckverbindung ausgebil- det.

Hierdurch wird die Herstellung vereinfacht, da zusätzliche Kupplungsarme oder Zusatzhebel vermieden werden können, was auch den Raumbedarf und das Gewicht der Schaltwelle vermin- dert.

Darüber hinaus wird die Montagearbeit vereinfacht, da das drehsichere Verbinden der weiteren Schaltwelle mit der Schaltwelle durch einfaches Einstecken ohne Verwendung zu- sätzlicher Elemente, wie Kupplungsbolzen, realisiert werden kann. Die Steckverbindung garantiert bei Anwendung üblicher Sorgfalt auch eine gute Funktionssicherheit, da übliche Steckkupplungen ohne sogenanntes"Verdrehspiel"ausbildbar sind, während bei der Anformung von Kupplungsarmen an die weitere Schaltwelle üblicherweise ein gewisses Verdrehspiel unvermeidbar ist, da die beiden Wangen des Kupplungsarmes, die den endseitigen Hebel der Schaltwelle umgreifen, in für die häufigsten Anwendungsfälle ausreichendem Abstand vonein- ander angeordnet werden müssen.

Für eine gute Kraftübertragung wird bei der Erfindung die Verwendung einer Polygonverzahnung als Steckverbindung bevor- zugt. Diese ist nicht nur einfach mit üblichen mechanischen Mitteln herstellbar, sondern bietet auch zahlreiche Kraft- übertragungsflächen, so dass verhältnismäßig hohe Kraftmomen- te übertragen werden können, obwohl sich die Kraftübertra- gungsflächen radial in weit weniger großem Abstand vom Zen- trum bzw. der Achse des Schaftes bzw. der Welle befinden als bei den Kupplungsarmen und Zusatzhebeln des eingangs erwähn- ten Standes der Technik.

Besonders bevorzugt wird eine verdrehsichere Steckverbindung als zentrische Buchse am Wellenstirnende der Schaltwelle aus- gebildet, die mit einer Vielzahl axial verlaufender Nuten versehen ist, deren Flanken solche Kraftübertragungsflächen bilden. Entsprechend ist dann die verdrehsichere Steckverbin- dung bzw. Kupplungseinrichtung der weiteren Schaltwelle als an dessen Wellenende angeordneter zentraler Zapfen mit axial verlaufenden Rippen ausgebildet, deren Flanken sich beim Kraftübertragen an den Flanken der Nuten der verdrehsicheren Steckverbindung anlegen, an die die weitere Schaltwelle ange- kuppelt ist. Dabei werden sogenannte"Schiebesitze"zum Ein- stecken bevorzugt.

Die Erfindung bietet darüber hinaus einen weiteren wichtigen Vorteil : Für die häufigsten Anwendungen dreipoliger Leis- tungsschalter wird eine Schaltwelle mit jeweils drei Hebeln bzw. drei Hebelpaaren in Gießtechnik, insbesondere Druckgieß- technik aus beispielsweise Aluminium-Druckguss oder Zink- Druckguss, einstückig hergestellt, wodurch bei niedrigen Her- stellungskosten eine ausreichende Festigkeit der einstückigen Schaltwelle mit ihren Einzelteilen sichergestellt wird. Für Fälle vierpoliger Leistungsschalter muss dagegen nicht ein zusätzliches Formwerkzeug zum Gießen vierpoliger Schaltwellen an Lager gehalten werden, was die Produktionskosten an teuren Gießwerkzeugen vermindern hilft. Besteht dann Bedarf an vier- poligen Schaltwellen für vierpolige Leistungsschalter, wird vom selben dreipoligen Schaltwellenprototyp Gebrauch gemacht und dieser am Stirnende lediglich um eine weitere Schaltwelle verlängert, wodurch die Schaltwellenkombination dann eine vierpolige Schaltwelleneinheit für den vierpoligen Leistungs- schalter bildet. Die weitere, für sich nur einpolige Schalt- welle, die an die dreipolige Schaltwelle angekuppelt wird, kann in klassischer Herstellungsweise durch spanabhebendes Bearbeiten beispielsweise eines Rundstahls und Anlöten bzw.

Anschweißen der wenigen Hebel an die Rundstahlperipherie mit niedrigeren Kosten hergestellt werden als die Herstellung ei- ner zusätzlichen Gießform für diese einpolige Schaltwelle.

Es versteht sich, dass hierdurch auch der Dimensionsvariabi- lität der Größe und Abstände der Hebel je nach Bedarf schnel- ler und billiger entsprochen werden kann, wenn jeweils von einem gegossenen Prototyp der Schaltwelle ausgegangen und an diese bedarfsgerecht angepasste weitere Schaltwellen angekup- pelt werden. Dadurch amortisieren sich die Herstelllungsko- sten der Gießform für den dreipoligen'Prototyp der Schaltwel- le schneller, da dieser auch für mehr als dreipolige Lei- stungsschalter gewissermaßen als Kernsegment"verwendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Figur 1 eine Schaltwelle und eine weitere Schaltwelle im Ab- stand von der erstgenannten angeordnet ; Figur 2 die beiden Schaltwellen als zusammengesteckte Schaltwelleneinheit ; Figur 3 eine Ansicht auf ein Stirnende der Schaltwelle und Figur 4 eine Ansicht auf ein Stirnende der weiteren Schalt- welle.

Gemäß Figur 1 weist eine druckgegossene Schaltwelle 1 für ei- nen dreipoligen Leistungsschalter eine zentrale Achse bzw.

Welle 11 auf,. an deren Peripherie drei Paare von Hebeln 3 im wesentlichen radial abstehen. Diese Hebel 3 dienen zum Betä- tigen von Schaltkontakten und/oder zum Angriff einer An- triebseinrichtung für die Schaltwelle 1. An einem Stirnende ist die Schaltwelle 1 mit einer Kupplungseinrichtung 4 verse- hen. Diese dient zum drehsicheren Verbinden mit einer ent- sprechenden Kupplungseinrichtung 5 am Stirnende der Achse bzw. Welle 12 einer weiteren Schaltwelle 2, welche ein weite- res Paar Hebel 3 für die Betätigung eines Pols eines Lei- stungsschalters aufweist.

Beide Schaltwellen 1, 2 sind nach Figur 2 an der Verbindungs- stelle 6 drehfest miteinander verbunden durch Einstecken der Kupplungseinrichtung 5 der weiteren Schaltwellen 2 in die Kupplungseinrichtung 4 der Schaltwelle 1. Hierdurch wird eine Schaltwellenkombination für vierpolige elektrische Leistungs- schalter gebildet, bei der jeder Pol durch einen der Hebel- paare 3a, 3b, 3c und 3d betätigbar ist.

Gemäß Figur 3 ist an einem Stirnende der Schaltwelle 1 bzw. deren Achse oder Welle 11 eine Nabe bzw. Buchse 7 zentrisch

angeordnet, an deren radial inneren Mantelfläche eine Poly- gonverzahlung in Form von axial verlaufenden Nuten 8 ausge- bildet ist. Sofern diese Polyganverzahnung nicht bereits im Druckgussverfahren eingeform wird, ist diese auf einfache Weise durch ein entsprechendes Dreh-und/oder Fräswerkzeug herstellbar, das axial am Stirnende der Welle 11 bzw. Buchse 7 angreift. Darüber hinaus ist es möglich, die Buchse 7 sepa- rat herzustellen und an das Stirnende der Welle 11 beispiels- weise durch Anschweißen oder Anlöten zu befestigen.

Die weitere Schaltwelle 2 weist gemäß Figur 4 an einem Stir- nende der Welle 12 einen zentrischen Zapfen 9 auf, dessen ra- dial äußere Mantelfläche mit axial verlaufenden Rippen 10 versehen ist, welche in die Nuten 8 der Buchse 7 der Welle 11 der Schaltwelle 1 von Figur 3 einpassen.

Zum Verbinden dieser weiteren Schaltwelle 2 mit der Schalt- welle 1 wird die Welle 12 von Figur 4 um 180° gedreht und mit ihrem Zapfen 9 in die Buchse 7 am Ende der Welle 11 der Schaltwelle 1 von Figur 3 entsprechend der schematischen Dar- stellung von Figuren 1 und 2 eingeschoben. Hierdurch ergibt sich trotz einfachster Montagearbeit-lediglich durch Aus- richten der Achsen der beiden Wellen 11 und 12 und axiales Einpassen und Einschieben des Zapfens 9 in die Buchse 7-ei- ne drehfeste Verbindung mit vernachlässigbarem Verdrehspiel, so dass die weitere Schaltwelle 2 den Schwenkbewegungen der Schaltwelle 1 in beiden Schwenkrichtungen ohne Verzug folgen kann.