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Dokumentenidentifikation DE4335967A1 27.04.1995
Titel Mittelspannungs-Schaltgeräte
Anmelder AEG Sachsenwerk GmbH, 93055 Regensburg, DE
Erfinder Nafz, Manfred, Dipl.-Ing., 93051 Regensburg, DE
DE-Anmeldedatum 21.10.1993
DE-Aktenzeichen 4335967
Offenlegungstag 27.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1995
IPC-Hauptklasse H01H 3/46
IPC-Nebenklasse H01H 33/42   H01H 33/66   
Zusammenfassung Ein Mittelspannungs-Schaltgerät weist eine Vakuumschaltkammer (1) und eine Antriebseinrichtung (7, 10, 11) auf, wobei ein verstellbarer, einem der Schaltkontakte (2, 3) zugeordneter Kontaktbolzen (4) mit einem Hebelarm (6) eines zweiarmigen Kipphebels (7) gekuppelt ist. Der andere Hebelarm (9) steht im Eingriff mit einer Betätigungsvorrichtung (10, 11). Der Kipphebel (7) ist in seinem mittleren Bereich mit einem Drehlager (8) versehen. Um die für das Geschlossenhalten der Schaltkontakte (2, 3) erforderliche Kontaktkraft definiert erzeugen zu können, ist das Drehlager (8) quer zu seiner Drehachse verstellbar in einem Führungsschlitz (14) geführt und darin gegen die Kraft einer Kontaktkraftfeder (15) verstellbar gehalten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Mittelspannungs-Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einem bekannten Mittelspannungs-Schaltgerät dieser Art (DE-AS 24 05 149) sind eine Vakuumschaltkammer und eine Betätigungsvorrichtung einer Antriebsvorrichtung parallel nebeneinander und ortsfest zueinander montiert. Aus der Vakuumschaltkammer ragt einendig ein verstellbarer Kontaktbolzen heraus, der zur axialen Verstellung eines daran innerhalb des Kammergehäuses angeordneten Schaltkontakts dient, dem ein angepaßter, ortsfester Schaltkontakt gegenübersteht. Aus der Betätigungsvorrichtung führt eine Betätigungsstange heraus, die parallel zum Kontaktbolzen gerichtet ist und in die gleiche Richtung weist. Die freien Enden des Kontaktbolzens und der Betätigungsstange sind gelenkig mit je einem Ende eines zweiarmigen Kipphebels gekuppelt, der in seinem mittleren Bereich um ein Drehlager schwenkbar gelagert ist. In die Betätigungsstange ist eine Teleskoprohranordnung eingefügt, die gegen die Kraft einer eingefügten Kontaktkraftfeder zusammendrückbar ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß beim Einschaltvorgang der Vakuumschaltkammer die Betätigungsvorrichtung den Kipphebel verschwenkt, bis der bewegliche Schaltkontakt der Vakuumschaltkammer in Anlage mit dem gegenüberstehenden festen Schaltkontakt steht. Die zum Führen des Nenn- bzw. Kurzschlußstroms erforderliche Kontaktkraft wird danach dadurch erzeugt, daß die Betätigungsvorrichtung einen vorbestimmten weiteren Betätigungsweg zurücklegt, wobei dann die Kontaktkraftfeder in der Teleskoprohranordnung weiter gespannt wird und die für die Aufrechterhaltung des Kontaktschließungszustands erforderliche Kontaktkraft erzeugt. Die Anordnung der Kontaktkraftfeder in teleskopartigen Zug- oder Druckstangen erfordert jedoch einen hohen Aufwand an Bauteilen zur Herstellung der Teleskopfunktion, wobei in Ausschaltrichtung eine Anschlagfunktion zur Bildung einer formflüssigen Zugstange erforderlich ist. Zudem beansprucht die eingefügte Teleskoprohranordnung entsprechenden Bauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche ein vereinfachter Aufbau bei gleicher Funktionssicherheit erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einem Aufbau eines Mittelspannungs-Schaltgeräts gemäß der Erfindung wird die kontaktkrafterzeugende Feder nicht unmittelbar in die zur Bewegung der Kontakte erforderlichen Antriebsglieder eingefügt, sondern wird lediglich als äußeres Stützelement dem Drehlager des der Antriebsvorrichtung zugehorigen Kipphebels zugeordnet. Das Drehlager braucht dabei lediglich in einem entsprechenden Führungsschlitz quer zu seiner Drehachse geführt zu werden, wobei auch die Kontaktkraftfeder mit gleicher Achsrichtung parallel zur Längsrichtung dieses Führungsschlitzes angeordnet werden kann. Die Kontaktkraftfeder und die zugehörige Führung können konzentrisch zueinander angeordnet werden, so daß sich eine zuverlässige Führung ergibt, die die auf den Kipphebel einwirkenden Überdrückungskräfte nach dem Schließen der Schaltkontakte der Vakuumschaltkammer verkantungsfrei aufnehmen kann. Die Verbindung von der Betätigungsvorrichtung über den Kipphebel hin zum Kontaktbolzen der Vakuumschaltkammer kann somit bis auf die erforderlichen Gelenkpunkte in sich starr und spielfrei ausgebildet sein. Als Kontaktkraftfeder kann eine Druckfeder, Zugfeder oder eine ein- oder mehrschichtige Blattfeder bzw. Tellerfeder zur Anwendung gelangen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind zusätzlichen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltgerät in einer Ausgangsposition mit geöffneten Schaltkontakten einer Schaltkammer,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 bei gerade erfolgter Kontaktberührung und

Fig. 3 diese Anordnung bei kraftschlüssig aneinander anliegenden Schaltkontakten.

Ein Schaltgerät für die Verwendung in Mittelspannungs- oder Hochspannungsnetzen ist mit einer als Vakuumschaltkammer ausgebildeten Schaltkammer 1 ausgerüstet, die in einer vorzugsweise vakuumdichten Umhüllung einen ortsfesten Schaltkontakt 2 und einen demgegenüber verstellbaren Schaltkontakt 3 aufweist. Der verstellbare Schaltkontakt 3 sitzt fest an einem axial verstellbar gehaltenen Kontaktbolzen 4, welcher frei nach außen geführt ist. Der Kontaktbolzen 4 steht über ein Gelenk 5 mit einem Hebelarm 6 eines Kipphebels 7 in Antriebsverbindung, wobei der Kipphebel 7 in seinem mittleren Bereich oder je nach Hebelverhältnissen der Antriebswelle auch außerhalb des mittleren Bereichs um ein Drehlager 8 schwenkbar gelagert ist, während der zweite Hebelarm 9 über eine Pleuelstange 10 mit einer als oszillierender Hebelwelle oder Exzenterantrieb ausgebildeten Antriebswelle 11 und Pleuelgelenke 12, 13 in Antriebsverbindung steht.

Das Drehlager 8 kann als Bolzen ausgebildet sein, der mit seinen freien Enden in je einen von parallel zueinander verlaufenden Führungsschlitzen 14 eingreift und darin verschiebbar gehalten ist. Parallel zur Längsrichtung der Führungsschlitze 14 ist eine Kontaktkraftfeder 15 angeordnet, die vorzugsweise als mechanisch vorgespannte Druckfeder ausgebildet ist und sich mit einem Ende an einem ortsfesten Gegenlager 16 der Antriebseinrichtung und mit ihrem anderen Ende am Drehlager 8 abstützt. Dabei liegt das Drehlager 8 in seiner in Fig. 1 dargestellten Ruhelage an einem vorzugsweise durch eine Schlitzendwand 17 gebildeten Anschlag am betreffenden Ende der Führungsschlitze 14 an.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Antriebseinrichtung 7, 10, 11 ist die Kontaktkraftfeder 15 auf der der Schaltkammer 1 abgewandten Seite des Kipphebels 7 angeordnet und als vorgespannte Druckfeder ausgebildet. Wird die Kontaktkraftfeder bei im übrigen gleichen Aufbau auf der der Schaltkammer zugewandten Seite des Kipphebels angeordnet, ist sie als Zugfeder auszubilden. Die Kontaktkraftfeder kann auch als ein- oder mehrlagige Blattfeder oder Tellerfeder dargestellt sein.

Für einen einfachen Aufbau ist es zweckmäßig, den Führungsschlitz 14 zumindest annäherend parallel zur Längsachse des verstellbaren Kontaktbolzens 4 verlaufen zu lassen. Die Längsrichtung des Führungsschlitzes verläuft bei der dargestellten Geometrie dann zumindest weitgehend in Richtung der beim Schaltvorgang aufzunehmenden Gegenkräfte. Auch bei anderer Ausbildung des Kipphebels ist diese Übereinstimmung zwischen Gegenkraftrichtung und Führungslängsachse zweckmäßigerweise einzuhalten.

Der prinzipielle kinimatische Funktionsablauf beim Schaltvorgang ist unter Zugrundelegung eines Aufbaus gemäß den Figuren so, daß sich ausgehend vom Schaltzustand gemäß Fig. 1 beim Einschalten die Antriebswelle 11 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Dadurch wird der Kipphebel 2 über die Pleuelstange 10 so betätigt, daß sich der Hebelarm 9 senkt und bei unveränderter Lage des Drehlagers 8 der gegenüberliegende Hebelarm 6 hebt. Dadurch wird der Kontaktbolzen 4 der darüber angeordneten Vakuumschaltkammer 1 nach oben bewegt, bis die in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht ist, in welcher sich die Schaltkontakte 2, 3 gerade berühren. Durch weitere Betätigung der aus Antriebswelle 11 und Pleuelstange 10 gebildeten Betätigungsvorrichtung wird der anschließende Hebelarm 9 weiter nach unten gedrückt, ohne daß sich der gegenüberliegende Hebelarm 6 durch die Abstützung am ortsfesten Schaltkontakt 2 weiter nach oben bewegen könnte. Dadurch wird das Drehlager 8 gegen die Kraft der Kontaktkraftfeder 15 vom Endanschlag 17 zur Mitte des Führungsschlitzes 14 hingedrückt, wodurch die Kontaktkraftfeder 15 weiter gespannt wird. Die Kraft dieser Kontaktkraftfeder 15 ist dabei so bemessen, daß die im Betrieb an den Schaltkontakten 2, 3 auftretenden Stromkräfte ein öffnen der Schaltkontakte 2, 3 nicht herbeiführen können. Diese Schaltstellung ist in Fig. 3 dargestellt.

Beim Ausschaltvorgang bzw. Öffnungsvorgang der Schaltkontakte 2, 3 laufen die vorbeschriebenen Vorgänge sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge ab.

Anstelle der Betätigungsvorrichtung aus Pleuelstange 10 und Antriebswelle 11 können auch pneumatische, hydraulische Antriebe oder beispielsweise auch ein Kurvengetriebe zur Anwendung gelangen.


Anspruch[de]
  1. 1. Mittelspannungs-Schaltgerät mit einer Schaltkammer, insbesondere Vakuumschaltkammer, und einer Antriebsvorrichtung, wobei ein verstellbarer, einem der Schaltkontakte zugeordneter Kontaktbolzen der Schaltkammer mit einem Hebelarm eines zweiarmigen Kipphebels gekuppelt ist, dessen anderer Hebelarm in Eingriff mit einer Betätigungsvorrichtung steht und der ein im mittleren Bereich angeordnetes Drehlager aufweist, sowie mit einer der Antriebsvorrichtung zugeordneten Kontaktkraftfeder, die dann aus ihrer Ruhelage verstellt wird, wenn bei geschlossenen Schaltkontakten die Betätigungsvorrichtung weiterbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) quer zu seiner Drehachse verstellbar geführt ist und daß die Kontaktkraftfeder (15) einendig ortsfest sitzt und andernends am Drehlager (8) angreift.
  2. 2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) in einem Führungsschlitz (14) geführt ist und daß die Kontaktkraftfeder (15) parallel zur Längsrichtung des Führungsschlitzes (14) verläuft.
  3. 3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (14) zumindest annäherend parallel zur Längsachse des verstellbaren Kontaktbolzens (4) verläuft.
  4. 4. Schaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkraftfeder (15) auf der der Schaltkammer (1) abgewandten Seite des Kipphebels (7) angeordnet und als ggf. vorgespannte Druckfeder ausbildet ist.
  5. 5. Schaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkraftfeder auf der der Schaltkammer zugewandten Seite des Hebels angeordnet und als Zugfeder ausgebildet ist.
  6. 6. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkraftfeder (15) als ein- oder mehrschichtige Blattfeder oder Tellerfeder ausgebildet ist.
  7. 7. Schaltgerät nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) in seiner Ruhelage an einem Anschlag (17) anliegt und daran gegen die Kraft der Feder (15) abgestützt ist.
  8. 8. Schaltgerät nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) in seiner Ruhelage an einer Endwand (17) des Führungsschlitzes (14) anliegt.
  9. 9. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (8) beidendig in je einen Führungsschlitz (14) geführt ist.






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