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Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter mit einem Hauptkontaktsystem aus Trennschalterfestkontakt und Trennschalterbewegkontakt zum Ausbilden einer Trennstrecke in einer Ausschaltstellung des Lasttrennschalters und mit einer in Reihe zum Hauptkontaktsystem ortsfest angeordneten Vakuumschaltröhre zur Lichtbogenlöschung, wobei eine mit dem Trennschalterbewegkontakt mechanisch gekoppelte Kurvenscheibe über Kopplungsmittel zum Bewegen eines Bewegkontaktanschlussbolzens der Vakuumschaltröhre vorgesehen ist.
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Ein derartiger Lasttrennschalter ist beispielsweise aus der
DE 2934776 C2 bekannt.
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Aus der
DE 20 2008 004 868 U1 ist ein Schaltantrieb für einen Leistungstrennschalter bekannt, bei dem eine Gelenkhebelanordnung zum Bewegen eines Bewegkontaktanschlussbolzens einer Vakuumschaltröhre vorgesehen ist.
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Ein weiterer Lasttrennschalter der eingangs genannten Art ist aus der älteren Anmeldung
DE 10 2010 022 041 der Anmelderin bekannt. Der dort offenbarte Lasttrennschalter weist ein Hauptkontaktsystem mit Trennschalterfestkontakt und Trennschalterbewegkontakt in Form eines schwenkbaren Messerkontaktes auf, welches Hauptkontaktsystem in einer Ausschaltstellung des Lasttrennschalters eine Trennstrecke ausbildet, indem Trennschalterfestkontakt und Trennschalterbewegkontakt voneinander derart entfernt angeordnet sind, dass der Abstand zwischen ihnen die nötigen Anforderungen an eine dielektrische Trennstrecke eines Lasttrennschalters erfüllt. Bei diesem Lasttrennschalter ist dem Hauptkontaktsystem in Reihe geschaltet eine Vakuumschaltröhre, welche ortsfest angeordnet ist und zur Lichtbogenlöschung beim Ausschaltvorgang des Lasttrennschalters vorgesehen ist, so dass das Hauptkontaktsystem lediglich zum Ausbilden der Trennstrecke, nicht aber zum Lichtbogenlöschen beim Ausschaltvorgang vorgesehen ist.
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Eine Kurvenscheibe ist bei dem dort offenbarten Lasttrennschalter mit dem Trennschalterbewegkontakt über Kopplungsmittel zum Bewegen eines Bewegkontaktanschlussbolzens der Vakuumschaltröhre vorgesehen, wobei die Kopplungsmittel durch eine Außenkontur der Kurvenscheibe und ein Ende des Bewegkontaktanschlussbolzens gebildet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lasttrennschalter der eingangs genannten Art weiterzubilden, welcher über verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der aufzuwendenden Schaltenergie verfügt.
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Erfindungsgemäß gelöst wird dies bei einem Lasttrennschalter der eingangs genannten Art dadurch, dass die Kopplungsmittel eine Gelenkhebelanordnung aufweisen.
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Mittels einer derartigen Gelenkhebelanordnung als Kopplungsmittel zur Bewegungsübertragung von Kurvenscheibe auf den Bewegkontaktanschlussbolzen ist vorteilhafter Weise weniger Energieaufwand zum Auslösen eines Schaltvorganges nötig, weil insbesondere die Reibung zwischen Kurvenscheibe und Bewegkontaktanschlussbolzen durch die Gelenkhebelanordnung deutlich reduziert ist. Weiterhin ergibt sich eine geringere mechanische Belastung und folglich eine größere Zuverlässigkeit des Lasttrennschalters.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkhebelanordnung durch einen L-förmigen Hebel mit einem mit dem Bewegkontaktanschlussbolzen über Verbindungsmittel verbundenen ersten Schenkel und einem von der Kurvenscheibe steuerbaren zweiten Schenkel sowie einem an der Verbindung der beiden Schenkel vorgesehenen Lagerpunkt an einem Halteelement des Lasttrennschalters gebildet, wobei ein Führungsbolzen an dem ersten Schenkel und dem Bewegkontaktanschlussbolzen drehgelenkig befestigt und in einem Langloch eines an der Halterung befestigten Führungsteils geführt ist. Eine derartige Ausgestaltung der Gelenkhebelanordnung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch eine einfache Umsetzung einer Drehbewegung der Kurvenscheibe in eine Längsverschiebung des Bewegkontaktanschlussbolzens über den L-förmigen Hebel mit der Führung in dem Führungsteil ausgebildet ist, wobei gleichzeitig durch die Führung die mechanische Stabilität der Anordnung gewährleistet ist und Querbelastungen bzw. Querkräfte auf den Bewegkontaktanschlussbolzen verhindert sind.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Schenkel des L-förmigen Hebels von der Kurvenscheibe mittels einer Rolle steuerbar. Durch eine Rolle am zweiten Schenkel des L-förmigen Hebels wird in besonders wirkungsvoller Weise die Reibung bei der Bewegungsübertragung von Kurvenscheibe auf Bewegkontaktanschlussbolzen über die Gelenkhebelanordnung reduziert.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Schenkel des L-förmigen Hebels mittels eines Bolzens an der Kurvenscheibe steuerbar. Bei einer derartigen Ausgestaltung zur Bewegungsubertragung von Kurvenscheibe auf den Bewegkontaktanschlussbolzen uber die Gelenkhebelanordnung ist einerseits ebenfalls die Reibung wirkungsvoll reduziert und andererseits eine einfache und günstige Möglichkeit zur Umsetzung bzw. Ubertragung der Bewegung ermoglicht, weil hier vergleichsweise weniger Teile benotigt sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erlautert. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemaßen Lasttrennschalters in einer ersten Stellung;
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2 eine dreidimensionale Ansicht des Lasttrennschalters der 1 in einer zweiten Stellung;
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3 eine Schnittansicht des Lasttrennschalters der 1 in einer weiteren Stellung; und
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4 eine dreidimensionale Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemaßen Lasttrennschalters.
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1 zeigt einen Lasttrennschalter 1 in einer geschlossenen Stellung, bei der ein Strompfad ausgebildet ist zwischen einem ersten Anschluss 2 des Lasttrennschalters 1 und einem zweiten Anschluss 3 des Lasttrennschalters 1 über ein Hauptkontaktsystem 4, welches durch einen Trennschalterfestkontakt 5 und einen Trennschalterbewegkontakt 6 gebildet ist, einen mit dem Trennschalterfestkontakt 5 verbundenen flexiblen Verbindungsleiter 7, welcher an seinem anderen Ende mit einer Vakuumschaltröhre 8, welche ein Kontaktsystem aus figürlich nicht dargestelltem Festkontakt und Bewegkontakt aufweist. Das Hauptkontaktsystem 4 aus Trennschalterfestkontakt 5 und Trennschalterbewegkontakt 6 des Lasttrennschalters 1 ist vorgesehen, um in einer mit Bezug auf die 3 weiter unten erlauterten Ausschaltstellung eine Trennstrecke auszubilden, die Vakuumschaltrohre 8 ist, wie mit Bezug auf die folgenden Figuren näher erlautert, vorgesehen, um beim Ausschaltvorgang des Lasttrennschalters einen entstehenden Lichtbogen zu löschen. Der Trennschalterbewegkontakt 6 in Form eines schwenkbaren Doppelmesserkontaktes ist auf einer isolierenden Antriebswelle 9 angeordnet, auf welcher eine Kurvenscheibe 10 angeordnet ist, welche uber Kopplungsmittel zur Bewegung eines Bewegkontaktanschlussbolzens 11 der Vakuumschaltrohre 8 vorgesehen ist. Die Kopplungsmittel sind dabei durch eine Gelenkhebelanordnung 12 gebildet, welche neben einer Ubertragungsrolle 13 einen L-förmigen Hebel 14 sowie Verbindungsmittel 15 aufweist. Die Übertragungsrolle 13 ist auf einer Außenkontur 16 der Kurvenscheibe 10 geführt und mittels eines Rollenbolzens 17 am L-förmigen Hebel 14 befestigt. Der L-förmige Hebel 14 ist mit einem ersten Schenkel 18 über einen Bolzen 19 mit den Verbindungsmitteln 15 gekoppelt, mit einem zweiten Schenkel 20 durch die Kurvenscheibe 10 steuerbar über die Ubertragungsrolle 13 und an einem Lager 21 an einer Halterung 22 des Lasttrennschalters drehbar gelagert, welche Halterung 22 an einer figurlich nicht dargestellten Aufhängung des Lasttrennschalters 1 befestigt ist. Die Verbindungsmittel 15 weisen ein Führungsteil 23 mit einem Langloch 24 auf, in welchem sich der Bolzen 19 sowie ein weiterer Bolzen 25 bewegen, welcher weitere Bolzen 25 sich durch ein U-förmiges Bugelteil 26 und eine Hulse 27 erstrecken, wobei das U-förmige Bügelteil 26 fest mit dem Bewegkontaktanschlussbolzen 11 der Vakuumschaltrohre 8 verschraubt ist. Die Hülse 27 ihrerseits ist von einer Kontaktdruckfeder 28 umgeben, und sitzt auf einer Stange 29, welche von dem ersten Schenkel 18 steuerbar bzw. bewegbar ist. Die Vakuumschaltrohre 8, welche ortsfest angeordnet ist, weist weiterhin einen Gehauseabsatz 30 auf, an welchem eine Öffnungsfeder 31 angeordnet ist, welche ihrerseits auf einen beweglichen zweiten Absatz 32, welcher mit dem Bewegkontaktanschlussbolzen 11 und dem flexiblen Verbindungsleiter 7 verbunden ist, wirkt.
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In der in der 1 dargestellten Stellung des Lasttrennschalters 1 mit geschlossenem Hauptkontaktsystem 4, bei dem sich Trennschalterfestkontakt 5 und Trennschalterbewegkontakt 6 in Verbindung befinden und das figurlich nicht dargestellte Kontaktsystem der Vakuumschaltrohre 8 ebenfalls geschlossen ist, befindet sich der L-formige Hebel 14 in einer ausgeschwenkten Stellung, in welcher der erste Schenkel 18 auf die Stange 29 und die Kontaktdruckfeder 28 sowie die Offnungsfeder 31 über das U-förmige Bügelteil 26 eine Spannung bewirkt, so dass sowohl Öffnungsfeder 31 als auch Kontaktdruckfeder 28 gespannt sind. Der L-förmige Hebel 14 ist dabei durch die Außenkontur 16 der Kurvenscheibe 10 in seiner ausgeschwenkten Stellung gehalten, welche durch die Position der Antriebswelle 9 in der 1 gegeben ist.
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Bei einem Ausschaltvorgang des Lasttrennschalters 1 wird eine Drehbewegung in die Antriebswelle 9 durch einen figürlich nicht dargestellten Antrieb eingeleitet, so dass zunachst eine mit Bezug auf die 2 erläuterte Zwischenstellung erreicht wird, bei welcher sich das Hauptkontaktsystem 4 aus Trennschalterfestkontakt 5 und Trennschalterbewegkontakt 6 gerade noch im Kontakt befindet, die Kurvenscheibe 10 sich mit ihrer Außenkontur 16 unter der Ubertragungsrolle 13 durch die Drehbewegungen der Antriebswelle 9 weg dreht, so dass der L-formige Hebel 14 die in der 2 dargestellte Position erreicht, bei welcher sich durch die Öffnungsfeder das figurlich nicht dargestellte Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre 8 offnet und ein Lichtbogen in der Vakuumschaltrohre geloscht wird. Durch die Drehung der Kurvenscheibe 10 wird dabei der L-formige Hebel 14 um sein Lager 21 gedreht, wobei sich der erste Schenkel 18 innerhalb des Langlochs 24 des Fuhrungsteils 23 nach unten gefuhrt bewegt und über die Verbindungsmittel 15 das U-förmige Bugelteil 26 und damit den fest mit dem U-formigen Bugelteil 26 verbundenen Bewegkontaktanschlussbolzen 11 durch die Kraft der Öffnungsfeder 31 nach unten bewegt.
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Bei weiterer Einleitung der Drehbewegung in die Antriebswelle 9 wird schließlich nach Lichtbogenloschung wie mit Bezug auf die 2 erlautert, eine Ausschaltstellung des Lasttrennschalters 1 erreicht, wie mit Bezug auf die 3 naher erlautert. In der 3 ist das Hauptkontaktsystem 4 aus Trennschalterfestkontakt 5 und Trennschalterbewegkontakt 6 vollständig geöffnet und der Abstand zwischen Trennschalterfestkontakt 5 und Trennschalterbewegkontakt 6 derart ausgestaltet, dass die dielektrischen Anforderungen an eine Trennstrecke des Lasttrennschalters 1 erfüllt sind. Der L-förmige Hebel 14 ist dabei in eine Ausschaltposition verschwenkt, nachdem sich die Kurvenscheibe 10 durch die Drehbewegung der Antriebswelle 9 unter der Übertragungsrolle 13 hinweg gedreht hat und der L-förmige Hebel 14 sich um seinen Lagerpunkt 21 in die Position der 3 gedreht hat.
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Bei weiterer Drehbewegung der Antriebswelle 9 nach Erreichen der Ausschaltstellung wird eine (figurlich nicht dargestellte) Erdungsposition erreicht, in der sich der Trennschalterbewegkontakt 6 in Kontakt mit einem (figürlich ebenfalls nicht dargestellten) Erdungskontakt befindet, so dass alle mit dem Trennschalterbewegkontakt 6 elektrisch verbundenen Anlagenteile geerdet sind. Ein Einschaltvorgang des Lasttrennschalters 1 findet in der umgekehrten Reihenfolge aus der Erdungsstellung uber die Ausschaltstellung der 3 in die Einschaltstellung der 1 statt, wobei je nach geometrischer Ausgestaltung der Kurvenscheibe beim Einschalten entweder ein Lichtbogen sowohl im Hauptkontaktsystem 4 und in der Vakuumschaltrohre 8 kurzzeitig gezündet werden kann oder aber das Hauptkontaktsystem 4 zuerst geschlossen wird, so dass ein Lichtbogen beim Einschalten lediglich in der Vakuumschaltrohre 8 gezundet wird.
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4 zeigt eine dreidimensionale Detailansicht der Gelenkhebelanordnung 12 und der Verbindungsmittel 15, wobei insbesondere der Bolzen 19, welcher sich durch den ersten Schenkel 18 des L-formigen Hebels 14 hindurch erstreckt mit der Stange 29 gekoppelt dargestellt ist, welche Stange 29 mit der Hulse 27 und der Kontaktdruckfeder 28 auf das U-formige Bügelteil 26 eine Bewegung beim Einleiten einer Drehbewegung in die Antriebswelle 9 zum Schließen des Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre 8 überträgt und weiterhin über die Kontaktdruckfeder 28 eine Kontaktdruckkraft auf das Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre 8 ausübt.
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Im Ausführungsbeispiel der 4 ist dabei der Rollenkontakt 13 mit dem Rollenbolzen 17 des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 durch einen Bolzen 17' an der Kurvenscheibe 10 ersetzt, welcher direkt auf den zweiten Schenkel 20 des L-förmigen Hebels wirkt und diesen steuert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lasttrennschalter
- 2
- erster Anschluss
- 3
- zweiter Anschluss
- 4
- Hauptkontaktsystem
- 5
- Trennschalterfestkontakt
- 6
- Trennschalterbewegkontakt
- 7
- flexibler Verbindungsleiter
- 8
- Vakuumschaltrohre
- 9
- Antriebswelle
- 10
- Kurvenscheibe
- 11
- Bewegkontaktanschlussbolzen
- 12
- Gelenkhebelanordnung
- 13
- Übertragungsrolle
- 14
- L-förmiger Hebel
- 15
- Verbindungsmittel
- 16
- Außenkontur
- 17
- Rollenbolzen
- 17'
- Bolzen
- 18
- erster Schenkel
- 19
- Bolzen
- 20
- zweiter Schenkel
- 21
- Lager
- 22
- Halterung
- 23
- Fuhrungsteil
- 24
- Langloch
- 25
- weiterer Bolzen
- 26
- U-förmiges Bügelteil
- 27
- Hülse
- 28
- Kontaktdruckfeder
- 29
- Stange
- 30
- Gehause
- 31
- Offnungsfeder
- 32
- zweiter Absatz
