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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken einer elektrischen Schalteinrichtung. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
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Aus der Europäischen Offenlegungsschrift
EP 2 270 827 A1 ist ein Vakuumleistungsschalter bekannt. Der Vakuumleistungsschalter weist relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke auf. Bei dem bekannten Vakuumleistungsschalter ist vorgesehen, dass mittels einer Antriebseinrichtung eine Schaltbewegung hervorgerufen wird. Dabei kommen verschiedene Federn zu Einsatz, welche in einer kinematischen Kette angeordnet sind. Aufgrund unterschiedlicher Federkonstanten der Federn sowie unterschiedlicher Anschläge für die Federn erfolgt bei einem Einschalten des bekannten Vakuumleistungsschalters ein Vorspannen einer Feder, wobei die vorgespannte Feder eingesetzt wird, um eine Ausschaltbewegung zu unterstützen.
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Zwar wird durch eine Kombination von Federn bei einem Ausschaltvorgang eine Freisetzung von Energie aus einer vorgespannten Feder ermöglicht, jedoch wirkt die bei einem Einschaltvorgang zu verrichtende Federspannarbeit einer Einschaltbewegung entgegen.
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Die zusätzliche Federspannarbeit erfordert erhöhte Antriebsenergien, da bei einem Einschaltvorgang gegen die Kraft der zusätzlich zu spannenden Feder gearbeitet werden muss. Die aufzubringende Arbeit ist von einer Antriebseinrichtung zu leisten, die dazu entsprechend dimensioniert sein muss.
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Das bekannte Verfahren weist demnach den Nachteil auf, dass eine zur Entnahme aus einer Feder vorgesehene Energie zunächst durch die Antriebseinrichtung während eines Einschaltvorganges in diese eingebracht werden muss. Insbesondere zu Beginn einer Bewegung müssen in einer zu bewegenden Mechanik Losreißmomente überwunden werden. Kaum sind die Losreißmomente überwunden, muss die Antriebseinrichtung zusätzliche Federspannarbeit verrichten. Entsprechend ist die Antriebseinrichtung überzudimensionieren, wobei die überdimensionierte Antriebseinrichtung bei einem umgekehrten Schaltvorgang durch die vorgespannte Feder unterstützt wird. Damit ergibt sich eine ineffiziente Nutzung der Antriebseinrichtung.
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Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken einer elektrischen Schalteinrichtung anzugeben, welches eine effiziente Nutzung einer Antriebseinrichtung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Erzeugung eines Schalthubes eines Schaltkontaktstückes von einer Antriebseinrichtung eine Bewegung in eine kinematische Kette eingekoppelt wird, welche zunächst unterstützend durch eine aus Hilfsenergie gespeiste, in die kinematische Kette eingekoppelte Hilfsbewegung verstärkt wird und anschließend eine Abbremsung der Bewegung des Schaltkontaktstückes erfolgt, wobei die freiwerdende Bremsenergie als Hilfsenergie zur Unterstützung einer Bewegung für einen weiteren Schalthub zwischengespeichert wird.
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Eine elektrische Schalteinrichtung dient einer Herstellung bzw. einer Unterbrechung eines elektrischen Strompfades. Dazu kann die Schalteinrichtung mit relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken ausgestattet sein, die im eingeschalteten Zustand miteinander in galvanischem Kontakt stehen und so einen durchgehenden Strompfad ausbilden. Im ausgeschalteten Zustand sind die beiden Schaltkontaktstücke voneinander beabstandet, so dass zwischen den Schaltkontaktstücken eine elektrisch isolierende Trennstrecke liegt. Derartige Schaltkontaktstücke können beispielsweise als Schaltkontaktstücke einer Vakuumschaltröhre genutzt werden. Die Schaltkontaktstücke können auch Teil einer mehrere Schaltkontaktstücke umfassenden Kontaktanordnung sein. So können beispielsweise Schaltkontaktstücke als Nennstromkontaktstücke oder als Lichtbogenkontaktstücke ausgeführt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Schaltkontaktstücke sowohl die Funktion eines Nennstromkontaktstückes als auch eines Lichtbogenkontaktstückes übernehmen. Dies ist beispielsweise bei typischen Vakuumschaltröhren mit zwei relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken der Fall.
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Zur Erzeugung einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke zueinander kann zumindest eines der Schaltkontaktstücke bewegbar sein. Die während eines Schaltvorganges von einem Schaltkontaktstück zurückgelegte Wegstrecke nennt sich Schalthub. Der Schalthub erstreckt sich dabei von einer ersten Endlage zu einer zweiten Endlage eines bewegbaren Schaltkontaktstückes. So ist es beispielsweise möglich, dass es einen Schalthub zum Einschalten der Schalteinrichtung gibt, in welchem ein bewegbares Schaltkontaktstück von seiner AUS-Stellung in seine EIN-Stellung, d. h. in galvanischen Kontakt mit einem anderen Schaltkontaktstück gebracht wird. Bei einem Ausschaltvorgang erfolgt ein Schalthub, in welchem ein angetriebenes Schaltkontaktstück von seiner Einschaltstellung in seine Ausschaltstellung bewegt wird. Bei einem Schaltvorgang kann auch vorgesehen sein, dass sowohl das erste als auch das zweite Schaltkontaktstück einen Schalthub vollziehen. So ist es einfach möglich, eine Kontakttrenngeschwindigkeit/Kontaktierungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Zur Erzeugung eines Schalthubes eines bewegbaren Schaltkontaktstückes ist eine Antriebseinrichtung eingesetzt. Die Antriebseinrichtung wandelt Energie in Bewegungsenergie, so dass ein Schalthub mit einem bestimmten Bewegungsprofil ausgeführt werden kann. Die Antriebseinrichtung weist beispielsweise ein elektrodynamisches Antriebselement oder ein hydraulisches Antriebselement oder ein Federspeicherelement auf. Die Antriebseinrichtung ist dabei über eine so genannte kinematische Kette mit zumindest einem bewegbaren bzw. antreibbaren Schaltkontaktstück verbunden. Die kinematische Kette ist ein Wirkverbund zwischen der Antriebseinrichtung und einem Schaltkontaktstück. Die kinematische Kette kann beispielsweise verschiedenartige Getriebe aufweisen. So kann die kinematische Kette beispielsweise ein mechanisches Getriebe, ein hydraulisches Getriebe, ein pneumatisches Getriebe oder auch ein magnetisches Getriebe aufweisen. Darüber hinaus können Getriebearten auch untereinander kombiniert verwendet werden. Die von der Antriebseinrichtung erzeugte Bewegung wird gegebenenfalls innerhalb der kinematischen Kette umgeformt und gewandelt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein von der Antriebseinrichtung abgegebenes Bewegungsprofil durch die kinematische Kette verändert wird. So können innerhalb der kinematischen Kette beispielsweise Totzeitelemente, Übersetzungselemente, Untersetzungselemente usw. vorgesehen sein. Die kinematische Kette kann bevorzugt sowohl einem Übertragen eines Schalthubes von einer Einschaltposition in eine Ausschaltposition (Ausschalthub) aber auch von einer Ausschaltposition in eine Einschaltposition (Einschalthub) eines antreibbaren Schaltkontaktstückes dienen.
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Nutzt man eine Hilfsenergie, um die von der Antriebseinrichtung abgegebene Bewegung zu unterstützen, so kann die Bewegung des angetriebenen Schaltkontaktstückes unterstützt werden. Bei entsprechender Größe der Hilfsenergie ist es möglich, gegebenenfalls eine Dimension der Antriebseinrichtung zu reduzieren und einen Leistungsverlust durch Nutzung einer zusätzlich unterstützenden Hilfsenergie zu kompensieren. Dabei ist die Antriebseinrichtung mit der kinematischen Kette das die Bewegung des Schaltkontaktstückes bewirkende Element.
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Eine Hilfsbewegung, welche gespeist aus einer Hilfsenergie in die kinematische Kette zusätzlich eingekoppelt wird, überlagert die Wirkung der Antriebseinrichtung bzw. der Wirkung der kinematischen Kette. Die Hilfsbewegung wird abhängig von der Antriebseinrichtung in die kinematische Kette eingekoppelt. Dadurch sind Störfunktionen im Betrieb der elektrischen Schalteinrichtung verhindert.
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Ein Abbremsen des bewegten Schaltkontaktstückes sollte bevorzugt zum Ende einer Schaltbewegung erfolgen. Damit ist ein sanftes Abklingen der Bewegung des angetriebenen Schaltkontaktstückes ermöglicht. Einem harten Anschlagen oder Prellen des bewegbaren Schaltkontaktstückes in einer Endlage wird so entgegengewirkt. Bevorzugt sollte eine unterstützende Bewegung, gespeist aus der Hilfsenergie, zu Beginn eines Schalthubes eines Schaltkontaktstückes eingespeist werden. So ist es beispielsweise möglich, Losreißmomente vereinfacht zu überwinden, welche beispielsweise bei einem Beschleunigen des bewegbaren Schaltkontaktstückes respektive der bewegbaren Elemente der kinematischen Kette auftreten. Die Bremsung der Bewegung wirkt dann bevorzugt zum Ende eines Schalthubes, so dass während eines Schalthubes zunächst eine Unterstützung und folgend eine Abbremsung der von der Antriebseinrichtung ausgehenden Bewegung vorgenommen wird. Bei einer Abbremsung wird Bewegungsenergie in eine alternative Bewegungsform gewandelt. Diese so genannte frei werdende Bremsenergie kann als Hilfsenergie zwischengespeichert werden und steht somit für einen weiteren Schalthub des angetriebenen Schaltkontaktstückes zur Verfügung. Dies hat den Vorteil, dass die bei einem Abbremsen eines Schaltkontaktstückes auftretende Energie nicht ungenützt bleibt. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass die zwischengespeicherte Hilfsenergie insbesondere zu Beginn eines Schalthubes zur Verfügung steht, um ein Losreißen / eine Beschleunigung der bewegten Elemente der kinematische Kette/des bewegbaren Schaltkontaktstückes zu bewirken. Entsprechend ist bei einer derartigen Konstruktion ein Überdimensionieren der Antriebseinrichtung nicht mehr notwendig. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vielmehr vor, bei einem Bremsvorgang entstehende Bremsenergie als Hilfsenergie auszukoppeln und zu einem späteren Zeitpunkt wieder in die kinematische Kette einzuspeisen. Dabei wird die zwischengespeicherte Hilfsenergie zu einem Zeitpunkt der kinematische Kette entnommen, zu welchem diese von der Antriebseinrichtung nicht mehr zur Verfügung zu stellen ist, bzw. es wird gezielt ein Abbremsen der Antriebseinrichtung erzwungen, um während des Abbremsens Hilfsenergie auszukoppeln. Während eines Schalthubes kann somit sowohl eine Nutzung von Hilfsenergie als auch eine Gewinnung von Hilfsenergie erfolgen. Je nach eingesetzter elektrischer Schalteinrichtung können ein Einschaltvorgang sowie ein Ausschaltvorgang mit unterschiedlichen Bewegungsprofilen (Weg-Zeit-Kennlinie) ablaufen.
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Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass während einer Abbremsung die unterstützende Hilfsbewegung ausgesetzt wird.
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Setzt man während der Abbremsung die unterstützende Hilfsbewegung aus, so braucht diese Bewegung keiner Abbremsung unterworfen zu werden. Vor allem eine durch die im System vorhandene Masseträgheit gespeiste Bewegung oder eine gegebenenfalls nachlaufende Antriebseinrichtung ist abzubremsen. Weiterhin weist ein derartiges Aussetzen den Vorteil auf, dass gegebenenfalls die gleiche Einrichtung (Hilfsaggregat), welche einem Einkoppeln einer unterstützenden Bewegung dient, auch einem Abbremsen, d. h. einem Auskoppeln von Hilfsenergie aus dem bewegten System dienen kann. Durch die Verwendung desselben Hilfsaggregates ist weiterhin der Vorteil gegeben, dass ein Überschneiden von einem unterstützenden Antreiben und ein Abbremsen nahezu ausgeschlossen werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Gewinnung von Hilfsenergie während eines ersten Schalthubes des Schaltkontaktstückes erfolgt und eine Nutzung der insbesondere während des ersten Schalthubes gewonnenen Hilfsenergie während eines zweiten Schalthubes des Schaltkontaktstückes erfolgt.
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Ein erster Schalthub und ein zweiter Schalthub können Schalthübe der gleichen Funktion sein. Beispielsweise kann es sich beim ersten sowie beim zweiten Schalthub jeweils um einen Einschalthub oder einen Ausschalthub handeln. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich bei dem ersten und bei dem zweiten Schalthub um voneinander abweichende Schalthübe, beispielsweise einen Einschalthub sowie einen Ausschalthub handelt. Je nach Bedarf kann die Hilfsenergie über einen längeren oder kürzeren Zeitraum zwischengespeichert werden. So ist es beispielsweise möglich, einen als relevant eingeschätzten Typ von Schalthub während eines Schaltvorganges zu unterstützen. Ein solcher Schalthub kann beispielsweise ein Ausschalthub sein. Ein Ausschalthub kann aus Sicherheitsgründen eine höhere Priorität genießen, als beispielsweise ein Einschalthub, um ein sicheres Ausschalten und damit ein sicheres Trennen von elektrischen Potentialen sicherzustellen. So kann vorgesehen sein, dass ein Auskoppeln von Hilfsenergie während eines Einschaltvorganges erfolgt, während eine Stützung einer Bewegung durch die Hilfsenergie während eines Ausschaltvorganges erfolgt. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass während eines Schalthubes sowohl ein Stützen einer Schaltbewegung durch Hilfsenergie als auch ein Gewinnen/Erwandeln von Hilfsenergie erfolgt. Hilfsenergie kann zwischen zwei Schalthüben zwischengespeichert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Schalthub Takte eines geschlossenen Arbeitskreises sind.
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Die beiden Schalthübe können Takte eines geschlossenen Arbeitskreises sein. In diesem Falle kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Schalthub innerhalb eines geschlossenen Arbeitskreises eine Hinbewegung definiert und wohingegen der zweite Schalthub eine Rückbewegung definiert. Somit kann wechselnd zwischen dem ersten und dem zweiten Schalthub zum einen Hilfsenergie aus einem Schalthub gewonnen und in einem anderen Schalthub verwendet werden, wobei es auch vorgesehen sein kann, dass innerhalb eines einzelnen Schalthubes sowohl zuvor gewonnene und zwischengespeicherte Hilfsenergie genutzt und auch Hilfsenergie wiederum erwandelt und zwischengespeichert werden kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass innerhalb eines Arbeitskreises zwischen den einzelnen Takten zwischengespeicherte Energie „übergeben“ wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Umsteuern zwischen der Gewinnung der Hilfsenergie und der Nutzung der Hilfsenergie weggesteuert erfolgt.
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Unter einer Gewinnung von Hilfsenergie wird verstanden, dass aus einer Bewegung der kinematischen Kette bzw. eines bewegten Schaltkontaktstückes bzw. einer sich bewegenden Antriebseinrichtung Energie beispielsweise während eines Bremsvorganges ausgekoppelt wird, um diese zwischenzuspeichern. Unter einer Nutzung von Hilfsenergie wird verstanden, dass eine zuvor zwischengespeicherte Hilfsenergie in die kinematische Kette zurückgeleitet wird, um eine Bewegung zu unterstützen. Ein Wechsel zwischen einem Nutzen und einem Gewinnen bzw. einem Gewinnen und einem Nutzen von Hilfsenergie sollte weggesteuert erfolgen. Je nach Voranschreiten der Bewegung eines bewegbaren Schaltkontaktstückes während eines Schalthubes kann beim Passieren bestimmter Wegmarken ein Wechsel zwischen einem Nutzen und einem Gewinnen von Hilfsenergie erfolgen. Dabei kann vorgesehen sein, dass Nutzen und Gewinnen von Hilfsenergie unmittelbar aufeinander folgend erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Umsteuern derart erfolgt, dass ein zeitlicher Verzug zwischen einem Nutzen von Hilfsenergie sowie einem Gewinnen von Hilfsenergie liegt. Dies ist z. B. abhängig von der Konstruktion der elektrischen Schalteinrichtung, von dem Schalthub bzw. auch von der Art der zu lösenden Schaltaufgabe, welche unterschiedliche Bewegungsprofile eines bewegbaren Schaltkontaktstückes erfordern können. So ist beispielsweise bei einer Schaltaufgabe, die ein relativ langsames Bewegen eines Schaltkontaktstückes erfordert, nur ein schwaches Abbremsen nötig und damit ein Gewinnen von Hilfsenergie nur in einem geringeren Maße möglich, als beispielsweise bei einer schnellen Bewegung eines Schaltkontaktstückes und einem relativ starken Abbremsen des bewegten Schaltkontaktstückes. Bei einem stärkeren Abbremsen kann eine größere Menge an Hilfsenergie zwischengespeichert werden. Bei einem raschen Beschleunigen eines Schaltkontaktstückes zu Beginn eines Schalthubes sollte zur Unterstützung der Bewegung ein entsprechend höherer Betrag an Hilfsenergie zur Verfügung gestellt werden, als bei einem vergleichsweise langsam laufenden Schaltkontaktstück.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zwischengespeicherte Hilfsenergie in ihrem Energiepotential ergänzt wird.
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Je nach Gestaltung der elektrischen Schalteinrichtung sowie Schaltvorgang kann ein größerer oder kleinerer Betrag an Hilfsenergie gewonnen und zwischengespeichert werden. Es können Verluste der zwischengespeicherten Hilfsenergie auftreten, die ausgeglichen werden sollten. So ist es von Vorteil, die zwischengespeicherte Hilfeenergie in ihrem Energiepotential zu ergänzen, so dass stets Hilfsenergie in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Unabhängig von den jeweils vorliegenden Schaltvorgängen kann die zwischengespeicherte Hilfsenergie auf ein Mindestniveau angehoben werden. So kann sichergestellt werden, dass unabhängig von der Art vorheriger Schaltvorgänge ein ausreichender Betrag an Hilfsenergie zur Durchführung des nächsten Schaltvorganges zur Verfügung steht. Weiter kann sichergestellt werden, dass Verluste, welche während der Wandelung und Zwischenspeicherung der Hilfsenergie auftreten, ausgeglichen werden können.
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Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass eine Unterstützung der Antriebsbewegung sowie die Abbremsung der Antriebsbewegung über ein Fluidgetriebe erfolgt.
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Die Nutzung eines Fluidgetriebes ermöglicht es, verschleißarm Hilfskräfte in die kinematische Kette einzukoppeln bzw. aus der kinematischen Kette Energie auszuleiten. Des Weiteren weisen Fluidgetriebe im Allgemeinen geringe Verluste auf, so dass eine möglichst effiziente Wandlung bzw. Nutzung von Hilfsenergie erfolgen kann. Unter Fluidgetrieben sind beispielsweise hydraulische Getriebe oder pneumatische Getriebe zu verstehen, welche beispielsweise unter Nutzung von Kolbenzylinderanordnung und Druckspeichereinrichtungen ein Umwandeln von kinetischer Energie in potentielle Energie und umgekehrt ermöglichen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine geeignete Vorrichtung anzugeben, welche von einem Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 bis 7 Gebrauch macht. Eine derartige Vorrichtung weist eine kinematische Kette zum Antrieb relativ zueinander bewegbarer Schaltkontaktstücke auf, wobei die Schaltkontaktstücke Teil einer Schalteinrichtung sind. Weiterhin ist die kinematische Kette mit einer Antriebseinrichtung verbunden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Schalteinrichtung eine Leistungsschalteinrichtung ist.
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Eine Leistungsschalteinrichtung weist relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke auf, wobei die Schaltkontaktstücke sowie die weitere Baugruppe der Schalteinrichtung derart ausgelegt sind, dass sowohl Nennströme, als auch Überströme durch die Leistungsschalteinrichtung wiederholt auszuschalten sind. So können beispielsweise auch Kurzschlussströme von einer Leistungsschalteinrichtung beherrscht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen dass, die Antriebseinrichtung einen Federspeicherantrieb aufweist.
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Eine Antriebseinrichtung dient der Erzeugung einer Bewegung, die zumindest auf ein Schaltkontaktstück relativ zueinander bewegbarer Schaltkontaktstücke unter Nutzung einer kinematischen Kette zu übertragen ist. Ein Federspeicherantrieb weist als Energiespeicher eine vorspannbare Feder auf, welche zur Erzeugung einer Bewegung entspannt wird. Ein Federspeicherantrieb ist in der Lage, während eines relativ langen Zeitraumes die Speicherfeder zu spannen, wohingegen eine Abgabe der in der Feder gespeicherten Energie während eines wesentlich kürzeren Zeitraumes vollzogen werden kann. So ist es möglich, in der Speicherfeder Energie vorzuhalten, um selbst bei Ausfall von Hilfsenergiesystemen eine bestimmte Anzahl von Schaltvorgängen der Schalteinrichtung zu betreiben. Als Federn eignen sich beispielsweise mechanische Federn, pneumatische Federn usw.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Druckspeichereinrichtung zur Zwischenspeicherung von Hilfsenergie genutzt ist.
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Eine Druckspeichereinrichtung ist in der Lage, einen Überdruck zu halten und diesen Überdruck bedarfsweise freizugeben. Druckspeichereinrichtungen können beispielsweise pneumatische Druckspeichereinrichtungen oder auch hydropneumatische Druckspeichereinrichtungen sein. Weiterhin können als Druckspeichereinrichtungen auch mechanische Druckspeichereinrichtungen Verwendung finden. Insbesondere die Verwendung von hydropneumatischen Druckspeichereinrichtungen gestattet ein kompressibles Fluid unter Überdruck zu setzen und innerhalb eines abgeschlossenen Volumens eingeschlossen zu halten und diesen Überdruck beispielsweise auf ein inkompressibles Fluid zu übertragen.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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Figur ein Blockschaltbild einer Schalteinrichtung mit einem Schaltkontaktstück, welches über eine kinematische Kette mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist.
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Die Figur zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung 1. Die Antriebseinrichtung 1 weist eine Speicherfeder 2 auf. Die Speicherfeder 2 wird durch eine in der Figur nicht dargestellte Mechanik gespannt. Bedarfsweise kann bei einem Entspannen der Speicherfeder 2 eine Bewegung auf eine kinematische Kette 3 abgegeben werden. Symbolisch ist die kinematische Kette 3 in der 1 mit einem Umlenkgetriebe 4 ausgestattet. Über das Umlenkgetriebe 4 ist eine Umformung der von der Antriebseinrichtung 1 abgegebenen Bewegung möglich. An die kinematische Kette 3 ist eine elektrische Schalteinrichtung 5 angekoppelt. Die elektrische Schalteinrichtung 5 weist ein erstes Schaltkontaktstück 6 sowie ein zweites Schaltkontaktstück 7 auf. Die beiden Schaltkontaktstücke 6, 7 sind relativ zueinander bewegbar, wobei das erste Schaltkontaktstück 6 ortsfest positioniert ist. Das zweite Schaltkontaktstück 7 ist linear bewegbar und mit dem Ende der kinematischen Kette 3 verbunden, welches von der Antriebseinrichtung 1 abgewandt ist. Beispielsweise können die beiden Schaltkontaktstücke 6, 7 Schaltkontaktstücke einer Vakuumschaltröhre sein. Eine Einschaltbewegung wird durch einen Schalthub (Einschalthub) des zweiten Schaltkontaktstückes 7 bewirkt. Dabei wird von der Antriebseinrichtung 1 eine Bewegung über die kinematische Kette 3 auf das zweite Schaltkontaktstück 7 übertragen, so dass sich das zweite Schaltkontaktstück 7 dem ersten Schaltkontaktstück 6 nähert und schließlich mit dem ersten Schaltkontaktstück 6 in galvanischen Kontakt tritt. Zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 6, 7 ist nunmehr ein durchgehender Strompfad gebildet, über welchen ein elektrischer Strom fließen kann. Bei einem Ausschaltvorgang wird ein Schalthub (Ausschalthub) an dem zweiten Schaltkontaktstück 7 bewirkt, welcher von der Antriebseinrichtung 1 ausgehend über die kinematische Kette 3 auf das zweite Schaltkontaktstück 7 übertragen wird. Das zweite Schaltkontaktstück 7 wird von dem ersten Schaltkontaktstück 6 fortbewegt, so dass zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 6, 7 eine elektrisch isolierende Trennstrecke gebildet ist. Je nach Ausgestaltung der kinematischen Kette 3 bzw. auch der Antriebseinrichtung 1 können der Einschalthub und der Ausschalthub unterschiedliche Weg-Zeit-Kennlinien (Bewegungsprofile) aufweisen. Der Einschalthub sowie der Ausschalthub sind Takte eines in sich geschlossenen Arbeitskreises.
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Neben einer Beeinflussung eines Bewegungsprofiles durch die Eigenschaften des Umlenkgetriebes 4 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung eines Hilfsaggregates 8 vorgesehen. Das Hilfsaggregat 8 kann wahlweise eine Bewegung der Antriebseinrichtung 1 respektive der kinematischen Kette 3 unterstützen oder einer Bewegung der Antriebseinrichtung 1 respektive der kinematischen Kette 3 entgegenwirken. Vorliegend ist das Hilfsaggregat 8 als Fluidgetriebe ausgeführt, wobei das Hilfsaggregat 8 eine Kolbenzylinderanordnung 8a aufweist. Der Kolben ist ein so genannter Doppelkolben, welcher den Zylinder in mehrere Zylinderkammern unterteilt. Die Kolbenzylinderanordnung 8a ist mit einem Fluid befüllt. Dieses kann beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Der Kolben/Doppelkolben ist mit der kinematischen Kette 3 verbunden. Die Kolbenzylinderanordnung 8a kann als hydraulischer/pneumatischer Motor bzw. Bremse wirken. Je nachdem, wie die Druckverhältnisse innerhalb der Kolbenzylinderanordnung 8a eingestellt sind, kann eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder der Kolbenzylinderanordnung 8a eine Bewegung der kinematischen Kette 3 unterstützen (treiben) oder einer Bewegung der kinematischen Kette 3 entgegen wirken. Vorliegend ist die Kolbenzylinderanordnung 8a beispielhaft mit Doppelkolben dargestellt. Über eine Steuermechanik 9 wird ein wahlweises Anströmen des Doppelkolbens der Kolbenzylinderanordnung 8a über die verschiedenen Zylinderkammern gesteuert. Vorliegend ist dazu ein drehbeweglicher Doppelhebel eingesetzt, dessen einer Hebelarm mit der kinematischen Kette 3 in Verbindung steht und dessen anderer Hebelarm einen Schieberegler 10 ansteuert. Über den Schieberegler 10 können Ventile geöffnet und geschlossen werden, so dass ein Umströmen bzw. Einströmen eines Fluids in die Kolbenzylinderanordnung 8a in die eine oder die andere Zylinderkammer erfolgt. Ein Treiben bzw. ein Bremsen oder auch ein Leerlauf des Hilfsaggregates 8 wird wegabhängig gesteuert. Abweichend von dem in der Figur gezeigten Schieberegler 10 können auch über alternative Ventilbaugruppen etc. die Strömungsverhältnisse innerhalb der Kolbenzylinderanordnung 8a beeinflusst werden. Über den Schieberegler 10 ist es möglich, druckbeaufschlagtes Fluid aus einer Druckspeichereinrichtung 11 wahlweise auf die eine oder die andere Seite des Doppelkolbens der Kolbenzylinderanordnung 8a einströmen zu lassen, so dass beispielsweise eine Einschaltbewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 7 zunächst von dem Hilfsaggregat 8 unterstützend befördert wird, wohingegen kurz vor einer galvanischen Kontaktierung der beiden Schaltkontaktstücke 6, 7 die unterstützende Wirkung des Hilfsaggregates durch ein Voranschreiten der Bewegung der kinematischen Kette 3 und ein entsprechendes Umsteuern des Schiebereglers 10 unterbrochen wird und die Kolbenzylinderanordnung 8a mit entgegengesetztem Richtungssinn beströmt wird, so dass die kinematische Kette 3 durch das Hilfsaggregat 8 abgebremst wird. Diese Bremsung treibt den Kolben der Kolben-Zylinderanordnung 8a an, wodurch eine Fluidverdichtung und folgend eine Druckerhöhung innerhalb der Druckspeichereinrichtung 11 erfolgt. In der Druckspeichereinrichtung 11 kann somit Hilfsenergie zwischengespeichert werden, welche bei einem Abbremsen frei wird. Diese zwischengespeicherte Hilfsenergie kann für einen nächsten Schalthub genutzt werden, um beispielsweise bei einem Schalthub des zweiten Schaltkontaktstückes 7 zu Beginn einer Bewegung zunächst zu unterstützen (und damit eine Antriebsbewegung der Antriebseinrichtung 1 zu unterstützen) und schließlich durch ein Abbremsen zum Ende des Schalthubes ein Prallen des zweiten Schaltkontaktstückes 7 bei Erreichen einer Endlage zu verhindern. In diesem Falle kann wiederum das Hilfsaggregat 8 die notwendige Bremswirkung aufbringen und die dabei freiwerdende Bremsenergie in die Druckspeichereinrichtung 11 einleiten.
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An der Druckspeichereinrichtung 11 ist weiterhin ein Pumpmechanismus 12 angeordnet, welcher beispielsweise ein Gaspolster der Druckspeichereinrichtung 11 auflädt, so dass die zwischengespeicherte Hilfsenergie in der Druckspeichereinrichtung 11 in ihrem Energiepotential ergänzt wird. Entsprechend kann unabhängig von dem Gewinnen von Hilfsenergie während eines Schalthubes zusätzliche Hilfsenergie bereitgestellt werden, welche eine Wirksamkeit des Hilfsaggregates 8 sicherstellt. Je nach Schaltzuständen können sowohl die zur Unterstützung einer Bewegung der Antriebseinrichtung 1 benötigten Hilfsenergien, als auch die bei einem Abbremsen zwischenspeicherbare Hilfsenergien variieren. Über den Pumpmechanismus 12 können Abweichungen oder auch Verluste ausgeglichen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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