DE102013225029A1

DE102013225029A1 - Verbinder zum Verbinden eines ersten Formelements mit einem zweiten Formelement

Info

Publication number: DE102013225029A1
Application number: DE102013225029.0A
Authority: DE
Inventors: Tim AMBROSAT; Pawel BIEDUNKIEWICZ; Jörg-Uwe Dahl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-11
Also published as: CN104806606B; US10134534B2; US20150162143A1; CN104806606A

Abstract

Es wird ein Verbinder zum Verbinden eines ersten Formelements mit einem zweiten Formelement offenbart, wobei das erste Formelement und das zweite Formelement jeweils eine Schwalbenschwanzführung umfasst, wobei der Verbinder mit Kontaktflächen versehen ist, wobei die Kontaktflächen als in die jeweilige Schwalbenschwanzführung eingreifbar ausgebildet sind zum Verbinden der beiden Formelemente.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder zum Verbinden eines ersten Formelements mit einem zweiten Formelement und eine Anordnung aus zwei Polkassetten und einem Verbinder.
Einzelne Schaltpole innerhalb eines mehrpoligen Kompakt-Leistungsschalters können mechanisch miteinander verbunden werden. Dabei ist es wichtig, das sowohl die beweglichen Teile, wie beispielsweise die Rotoren, als auch die statischen Elemente, wie beispielsweise die Schalen der verschiedenen Polkassetten, jeweils miteinander verknüpft und verbunden werden können.
Die Verbindung der Schalen der Polkassetten dient der Herstellung eines definierten, konstanten Abstandes dieser, welcher auch unter Krafteinwirkung während des Normalbetriebs oder Schaltens der Kontakte aufrechterhalten werden muss. Nur wenn die Schalen der Polkassetten räumlich fest zueinander angeordnet und gekoppelt sind, greifen die Steckverbindungen zwischen den Rotoren und es wird eine synchrone Drehung um die Verbindungsachse der Rotoren ermöglicht.
Bei einer Verbindung der statischen Komponenten der Schalen der Polkassetten kann es durch verschieden ausfallende Bauteiltoleranzen dazu kommen, dass unerwünschte Spannungen in Querrichtung entstehen, die ebenfalls auf die Rotorachse wirken. Diese Spannungen verschlechtern die notwendige Leichtläufigkeit der Rotationsachse und sollten möglichst vermieden werden.
Bisher wurden Polkassetten bzw. die Schalen der Polkassetten mit Elementen fixiert, die eine ausschließlich statische Verbindung gewährleisten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Verbinder bzw. eine Anordnung aus zwei Polkassetten und einem Verbinder zur Verfügung zu stellen, der die genannten Nachteile einer statischen Verbindung zwischen den Schalen einer Polkassette überwindet.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1 und Anspruch 10. Der Verbinder nach Anspruch 1 zum Verbinden eines ersten Formelements mit einem zweiten Formelement, wobei das erste Formelement und das zweite Formelement jeweils eine Schwalbenschwanzführung umfasst, ist mit Kontaktflächen versehen, wobei die Kontaktflächen als in die jeweilige Schwalbenschwanzführung eingreifbar ausgebildet sind zum Verbinden der beiden Formelemente.
Vorteilhaft hierbei ist, dass die beiden Formelemente sicher miteinander verbunden werden können und beispielsweise Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden können. Den beiden Formelementen wird eine Bewegung zueinander ermöglicht.
In einer Ausgestaltung sind die Kontaktflächen ausgebildet, jeweils paarweise die Schwalbenschwanzführungen zu umgreifen zum Verbinden der beiden Formelemente.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Kontaktflächen mit Rückseiten versehen.
In einer Ausgestaltung umfasst der Verbinder ein Innenteil, welches mit den Kontaktflächen versehen ist. Das Innenteil kann zylinderförmig ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Rückseiten als Tangenten des zylinderförmigen Innenteils ausgebildet.
Die Kontaktflächen und die Rückseiten können einen Öffnungswinkel (α) bilden, der größer als der Öffnungswinkel (β) der Schwalbenschwanzführungen ausgebildet ist. Alternativ können die Kontaktflächen und die Rückseiten einen Öffnungswinkel (α) bilden, der gleich dem Öffnungswinkel (β) der Schwalbenschwanzführungen ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung laufen die Kontaktflächen und die Rückseiten jeweils in einer Ecke oder Rundung zusammen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso gelöst durch die Anordnung gemäß Anspruch 10. Dabei umfasst die Anordnung zwei Polkassetten und mindestens einen Verbinder, wobei die zwei Polkassetten jeweils mindestens ein Formelement mit einer Schwalbenschwanzführung umfassen, wobei der Verbinder mit seinen Kontaktflächen in die Schwalbenschwanzführungen eingreift und dadurch die beiden Polkassetten miteinander verbindet.
In einer Ausgestaltung berühren sich die Schwalbenschwanzführungen, hat das zylinderförmige Innenteil einen Durchmesser kleiner als der Abstand der Formelemente und berührt dieses somit keines der mindestens einen Formelemente.
In einer alternativen Ausgestaltung berühren sich die Schwalbenschwanzführungen nicht und wird der Abstand der Formelemente durch das zylinderförmige Innenteil bestimmt. Einige der Rückseiten können ebenfalls das Formelement berühren.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:
1A, 1B, 1C Verbinder mit erstem und zweitem Formelement bei unterschiedlichen Verschiebungen zwischen erstem und zweitem Formelement;
2 Formelement mit Öffnungswinkel β der Schwalbenschwanzführung;
3 Verbinder mit Kontaktflächen im Winkel α; und
4 Anordnung aus Polkassetten und Verbinder.
In den 1A, 1B und 1C ist jeweils ein Verbinder 100 zum Verbinden eines ersten Formelements 210 mit einem zweiten Formelement 220 dargestellt. Das erste Formelement 210 umfasst eine Schwalbenschwanzführung 211, 212. Die Schwalbenschwanzführung besteht aus zwei Armen 211, 212. Das zweite Formelement 220 umfasst eine Schwalbenschwanzführung 221, 222, die ebenfalls aus zwei Armen besteht.
Der Verbinder 100 ermöglicht es, die beiden Formelemente 210, 220 miteinander zu befestigen. Ein gewisses Spiel in einer vorbestimmten Richtung wird durch den Verbinder 100 trotzdem gewährleistet, während der Abstand der Formelemente 210, 220 nahezu gleich bleibt. Die vorbestimmte Bewegungsrichtung ist entsprechend den 1A, 1B und 1C die Richtung nach oben bzw. unten. In der 1B sind die Formelemente 210, 220 in einer Linie angeordnet, in der 1A ist das Formelement 210 bezüglich des Formelements 220 nach oben verschoben und in der 1C ist das Formelement 210 bezüglich des Formelements 220 nach unten verschoben. All diese Verschiebungen ermöglicht der Verbinder 100, wobei zusätzlich der Abstand der Formelemente 210, 220 nahezu konstant bleibt.
Ein Ausführungsbeispiels des Verbinders 100 zum Verbinden eines ersten Formelements 210 mit einem zweiten Formelement 220 ist zur Gewährleistung dieser Beweglichkeit entsprechend der 3 folgendermaßen gestaltet. Er umfasst ein zylinderförmiges Innenteil 110, welches mit Kontaktflächen 122, 123; 126, 127 versehen ist, wobei die Kontaktflächen in die jeweiligen Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 eingreifbar ausgebildet sind zum Verbinden der beiden Formelemente 210, 220. Die jeweiligen Paare der Kontaktflächen 122, 123 und 126, 127 sind so ausgebildet, dass sie die jeweiligen Schwalbenschwanzführungen 211, 212 und 221, 222 umgreifen können.
Gemäß der 3 können die Kontaktflächen 122, 123; 126, 127 mit Rückseiten 121, 124; 125, 128 versehen sein. Im Ausführungsbeispiel sind die Rückseiten 121, 124; 125, 128 als Tangenten des zylinderförmigen Innenteils 110 ausgebildet.
Jeweils eine Kontaktfläche und die entsprechende Rückseite bilden einen Winkel α. Beispielsweise in der 3 laufen die Kontaktfläche 126 und die entsprechende Rückseite 125 in einer Ecke bzw. Rundung 503 zusammen. Entsprechend der 3 laufen die Kontaktflächen 127 und die Rückseite 128 in der Ecke bzw. Rundung 504 zusammen, die Kontaktflächen 122 und die Rückseite 121 in der Ecke bzw. Rundung 501 und die Kontaktflächen 123 und die Rückseite 124 in der Ecke oder Rundung 502. Die Winkel α können für jede Ecke bzw. Wundung 501, 502, 503, 504 gleich ausgebildet sein. Ebenso ist aber denkbar, dass die Kontaktflächen und Rückseiten in unterschiedlichen Winkeln zueinander stehen.
Gemäß der 2 bilden die Schwalbenschwanzführungen 211, 212 einen Öffnungswinkel β, in den die Kontaktflächen des Verbinders 100 eingreifen können. Der Winkel der Kontaktflächen α ist größer als der Öffnungswinkel β der Schwalbenschwanzführungen 211, 212 ausgebildet. Ebenfalls ist denkbar, dass der Winkel der Kontaktflächen α gleich dem Öffnungswinkel β der Schwalbenschwanzführungen 211, 212 ausgebildet ist.
In 4 sind zwei Polkassetten 501, 502 dargestellt, die jeweils eine Schwalbenschwanzführung 211, 212; 221, 222 umfassen. Der erfindungsgemäße Verbinder 100 greift mit seinen Kontaktflächen 122, 123; 126, 127 in die Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 ein und verbindet dadurch die beiden Polkassetten 501, 502 miteinander.
Gemäß den 1A, 1B, 1C berühren sich die Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222. Das zylinderförmige Innenteil 110 hat einen Durchmesser kleiner als der Abstand der Formelemente 210; 220, somit berührt das Innenteil 110 keines der Formelemente 210; 220.
Alternative ist denkbar, dass sich die Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 nicht berühren und der Abstand der Formelemente 210; 220 durch das zylinderförmige Innenteil 110 bestimmt wird. Bei dieser alternativen Anordnung können einige der Rückseiten 121, 124; 125; 128 ebenfalls das Formelement 210; 220 berühren.
Durch die Kontaktflächen 122, 123; 126, 127 des Verbinders 100 kann der Verbinder 100 sich innerhalb der Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 drehen. Diese Drehung verursacht eine Parallelverschiebung der Formelemente 210, 220 bzw. der jeweiligen Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 zueinander, während der Abstand gleich bleibt. Auf diese Weise wird ein Toleranzausgleich erzeugt, der sich automatisch einstellt, wenn beispielsweise die Polkassetten 501, 502 verbunden werden. Die zusammengesteckte Achse der Rotoren wird dadurch von Querkräften entlastet.
Da die Anbindungen der Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 drehbar gestaltet sind, kann der Verbinder 100 im gewissen Rahmen Drehungen ausführen und somit einen Versatz der Polkassette 501, 502 ermöglichen, ohne dass deren Abstand maßgeblich beeinflusst wird. Auch die Parallelität der Polkassetten 501, 502 bleibt unangetastet, da der Verbinder 100 in den beiden Schwalbenschwanzführungen 211, 212; 221, 222 genug Raum für seine Rotation findet.

Claims

Verbinder (100) zum Verbinden eines ersten Formelements (210) mit einem zweiten Formelement (220), wobei das erste Formelement (210) und das zweite Formelement (220) jeweils eine Schwalbenschwanzführung (211, 212; 221, 222) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (100) mit Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) versehen ist, wobei die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) als in die jeweilige Schwalbenschwanzführung (211, 212; 221, 222) eingreifbar ausgebildet sind zum Verbinden der beiden Formelemente (210; 220).
Verbinder (100) gemäß Anspruch 1, bei dem die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) ausgebildet sind, jeweils paarweise die Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) zu umgreifen zum Verbinden der beiden Formelemente (210; 220).
Verbinder (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) mit Rückseiten (121, 124; 125; 128) versehen sind.
Verbinder (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, der ein Innenteil (110) umfasst, welches mit den Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) versehen ist.
Verbinder (100) gemäß Anspruch 4, bei dem das Innenteil (110) zylinderförmig ausgebildet ist.
Verbinder (100) gemäß Anspruch 5, bei dem die Rückseiten (121, 124; 125; 128) als Tangenten des zylinderförmigen Innenteils (110) ausgebildet sind.
Verbinder (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) und die Rückseiten (121, 124; 125; 128) einen Öffnungswinkel (α) bilden, der größer als der Öffnungswinkel (β) der Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) ausgebildet ist.
Verbinder (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) und die Rückseiten (121, 124; 125; 128) einen Öffnungswinkel (α) bilden, der gleich dem Öffnungswinkel (β) der Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) ausgebildet ist.
Verbinder (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) und die Rückseiten (121, 124; 125; 128) jeweils in einer Ecke oder Rundung (501, 502, 503, 504) zusammenlaufen.
Anordnung umfassend zwei Polkassetten (501, 502) und mindestens einen Verbinder (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zwei Polkassetten (501, 502) jeweils mindestens ein Formelement (210; 220) mit einer Schwalbenschwanzführung (211, 212; 221, 222) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (100) mit seinen Kontaktflächen (122, 123; 126, 127) in die Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) eingreift und dadurch die beiden Polkassetten (501, 502) miteinander verbindet.
Anordnung gemäß Anspruch 10, bei der sich die Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) berühren, das zylinderförmige Innenteil (110) einen Durchmesser kleiner als der Abstand der Formelemente (210; 220) hat und dieses somit keines der mindestens einen Formelemente (210; 220) berührt.
Anordnung gemäß Anspruch 10, bei der sich die Schwalbenschwanzführungen (211, 212; 221, 222) nicht berühren und der Abstand der Formelemente (210; 220) durch das zylinderförmige Innenteil (110) bestimmt wird.
Anordnung gemäß Anspruch 12, bei der einige der Rückseiten (121, 124; 125; 128) ebenfalls das Formelement (210; 220) berühren.