DE102021210856A1 - Schalterwelle mit integriertem Kopplungsstück, Montageverfahren für eine solche Schalterwelle, Herstellungsverfahren für eine solche Schalterwelle und gasisolierte Schaltanlage mit einer solchen Schalterwelle - Google Patents

Schalterwelle mit integriertem Kopplungsstück, Montageverfahren für eine solche Schalterwelle, Herstellungsverfahren für eine solche Schalterwelle und gasisolierte Schaltanlage mit einer solchen Schalterwelle Download PDF

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Martin Schaak
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Rene Zlydnik
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalterwelle (100) mit integriertem Kopplungsstück (200) für eine gasisolierte Schaltanlage (1), wobei sich die Schalterwelle (100) in einer Längsrichtung (1100) und einer Radialebene (1200) senkrecht zur Längsrichtung (1100) erstreckt, wobei die Schalterwelle (100) in der Längsrichtung (1100) ein Kopplungsende (110) aufweist, wobei die Schalterwelle (100) an dem Kopplungsende (110) ein integriertes Kopplungsstück (200) aufweist, wobei das integrierte Kopplungsstück (200) in der Längsrichtung (1100) einen Hohlraum (210) aufweist und der Hohlraum (210) zu einer dem Kopplungsende (110) abgewandten Seite der Schalterwelle (100) hin geöffnet ist und so eine Koppelöffnung (220) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schalterwelle mit integriertem Kopplungsstück, ein Montageverfahren für eine solche Schalterwelle, ein Herstellungsverfahren für eine solche Schalterwelle und eine gasisolierte Schaltanlage mit einer solchen Schalterwelle.
  • Bei gasisolierten Schaltanlagen müssen regelmäßig Drehbewegungen zwischen Wellen übertragen werden. Dazu werden im Stand der Technik Kupplungen eingesetzt. Wenn zwischen den zu kuppelnden Wellen ein Versatz oder eine geringe Abweichung in der Orientierung der Achsen der Wellen möglich sind, ist es wünschenswert diese mit der Kupplung zu kompensieren.
  • Um einen Versatz zu kompensieren sind beispielsweise Oldham-Kupplungen oder Kreuzschieberkupplungen bekannt, wobei diese nicht für jeden Einsatzzweck geeignet oder zu komplex oder zu teuer sind. Aus der WO 2019/037935 A1 ist ein Kupplungselement für zwei rotierende Wellen bekannt, das insbesondere bei Schaltanlagen eingesetzt werden kann. Nachteilig ist bei diesem Aufbau, dass das Kupplungselement vergleichsweise groß und somit materialintensiv ist und das Kupplungselement bei einer Montage zwischen den zu verbindenden Wellen eingepasst und eingesetzt werden muss, was prinzipiell fehleranfällig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es also eine Kupplung für zwei Wellen einer Schaltanlage bereitzustellen, die günstiger in der Herstellung und einfacher in der Handhabung ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche und die von diesen abhängigen Ansprüche.
  • Eine erste Ausführung bezieht sich dabei auf eine Schalterwelle mit einem integrierten Kopplungsstück für eine gasisolierte Schaltanlage, wobei sich die Schalterwelle in einer Längsrichtung und einer Radialebene senkrecht zur Längsrichtung erstreckt, wobei die Schalterwelle in der Längsrichtung ein Kopplungsende aufweist, wobei die Schalterwelle an dem Kopplungsende ein integriertes Kopplungsstück aufweist, wobei das integrierte Kopplungsstück in der Längsrichtung einen Hohlraum aufweist und der Hohlraum zu einer dem Kopplungsende abgewandten Seite der Schalterwelle hin geöffnet ist und so eine Koppelöffnung aufweist, wobei die Koppelöffnung ausgestaltet ist, eine Drehdurchführungswelle aufzunehmen, mit anderen Worten die Drehdurchführungswelle kann durch die Koppelöffnung geführt sein oder werden, und wobei der Hohlraum ausgestaltet ist die Drehdurchführungswelle teilweise aufzunehmen, wobei der Hohlraum, beziehungsweise die innere Mantelfläche des Hohlraums:
    • - eine Drehdurchführungswellenmantelfläche der Drehdurchführungswelle in Form und Größe derart nachbildet, dass die Drehdurchführungswelle in die Koppelöffnung und den Hohlraum derart eingreift und bezüglich einer Rotationsbewegung um eine Parallele zur Längsrichtung einen Formschluss erzeugt, der geeignet ist, eine Rotationsbewegung von der Drehdurchführungswelle auf das integrierte Kopplungsstück und damit die Schalterwelle zu übertragen, und
    • - eine Drehdurchführungswellenmantelfläche der Drehdurchführungswelle in Form und Größe derart nachbildet, dass eine Verkippung der Drehdurchführungswelle in dem Hohlraum bis zu 5°, bevorzugt 2°, gegen die Längsrichtung ermöglicht ist.
  • Eine solche Schalterwelle ermöglicht ein direktes Koppeln der Schalterwelle mit einer Welle einer Drehdurchführung in einer gasisolierten Schaltanlage, ohne dass ein Montageschritt mit einem separaten Kopplungselement notwendig ist und erlaubt trotzdem eine Kompensation von geringfügigen Abweichungen bei der Montage der gasisolierten Schaltanlage in Verbindung mit der Schalterwelle. Solche geringfügigen Abweichungen ist insbesondere eine Verkippung zwischen der Längsausdehnung der Schalterwelle und einer Längsausdehnung der Weller der Drehdurchführung, wobei sich geringfügig auf bis zu eine Verkippungen bis 10°, bevorzugt 8°, 5° oder 2° bezieht. Integriert bedeutet im Sinne dieser Offenbarung, dass das Kopplungsstück fest, insbesondere kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig, mit der Schalterwelle verbunden ist oder aus einem Ende der Schalterwelle, dem Kopplungssende gebildet ist. Im Folgenden wird das integrierte Kopplungsstück auch nur als Koppelstückbezeichnet, wobei beide Bezeichnungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schalterwelle gleichbedeutend sind. Unter gasisolierten Schaltanlagen sind hier alle gekapselten oder teilweise gekapselten Schaltanlagen zu verstehen, bei denen ein Isoliergas zum Einsatz kommt. Das Isoliergas kann dabei eines oder mehrere von SF6, CO2, Stickstoff, ein Nitril, ein Fluorketon, ein Olefin, Luft, gereinigte Luft und/oder getrocknete Luft enthalten.
  • Es wird bevorzugt, dass die Verkippung der Drehdurchführungswelle in dem Hohlraum dadurch erreicht ist, dass sich der Hohlraum in der Radialebene hin zu der Koppelöffnung und hin zu der dem Kopplungsende der Schalterwelle zugewandten Seite vergrößert. Mit anderen Worten, von einer Radialebene aus vergrößert sich der Hohlraum des Kopplungsstückes trichterförmig hin zur Seite der Schalterwelle und ebenfalls hin zu der der Schalterwelle abgewandten Seite des Koppelungsstücks. Der Winkel zwischen der Längsrichtung und einer Mantelfläche des Hohlraums beträgt 10°, bevorzugt 8°, besonders bevorzugt 5° oder 2°. Der Winkel wird auf der der Schalterwelle zugewandten Seite auch als erster Winkel und auf der der Schalterwelle abgewandten Seite auch als zweiter Winkel bezeichnet. Die Mantelfläche des Hohlraums kann in der Längsrichtung dabei gerade oder gebogen verlaufen, so dass der Winkel zwischen der Längsrichtung und einer Mantelfläche des Hohlraums beispielsweise zwischen 5° und 10° variiert.
  • Auch wird bevorzugt, dass die Mantelfläche des Hohlraums auf der nach zum Hohlraum hin gerichteten Seite, der Innenseite der die Mantelfläche des Hohlraums bildenden Wand des Hohlraums, eine Form aufweist, die auf einer Mantelfläche eines Zylinders basiert, wobei mindestens an einer Stelle die Mantelfläche eines Zylinders zur Innenseite des Hohlraums eine Einbuchtung oder Ausbuchtung aufweist. Diese Einbuchtung oder Ausbuchtung in der Mantelfläche korrespondiert dabei mit einer Ausbuchtung oder Einbuchtung auf einer Mantelfläche der Drehdurchführungswelle, so dass ein Verdrehen der Schalterwelle gegen die Drehdurchführungswelle unterbunden ist.
  • Insbesondere wird bevorzugt, dass die Mantelfläche des Zylinders zur Innenseite des Hohlraums eine Anzahl N von zwei oder mehr Einbuchtungen oder Ausbuchtungen aufweist. Diese Einbuchtungen oder Ausbuchtungen in der Mantelfläche korrespondieren dabei mit Ausbuchtungen oder Einbuchtungen auf einer Mantelfläche der Drehdurchführungswelle, so dass ein Verdrehen der Schalterwelle gegen die Drehdurchführungswelle unterbunden ist.
  • Besonders bevorzugt wird auch, dass die zwei oder mehr Einbuchtungen oder Ausbuchtungen sich entweder gegenüberliegen oder sich die Lage der Einbuchtungen oder Ausbuchtungen auf der Mantelfläche des Zylinders nach 360°/N berechnen. Diese Einbuchtungen oder Ausbuchtungen in der Mantelfläche korrespondieren dabei mit Ausbuchtungen oder Einbuchtungen auf einer Mantelfläche der Drehdurchführungswelle, so dass ein Verdrehen der Schalterwelle gegen die Drehdurchführungswelle unterbunden ist. Diese Anordnung der Einbuchtungen oder Ausbuchtungen ist dabei besonders vorteilhaft, da die Kräfte bei einer Rotationsbewegung gleichmäßig auf die jeweiligen Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen verteilt werden.
  • Weiter wird bevorzugt, dass die Mantelfläche des Zylinders des Hohlraums auf der Seite der Koppelöffnung vom Hohlraum eine trichterförmige Koppelöffnung bildet, die zusätzlich zum Verkippen der Drehdurchführungswelle auch ein erleichtertes Einführen der Drehdurchführungswelle in die Koppelöffnung ermöglicht. Die Mantelfläche des Hohlraums kann in dem Bereich der Koppelöffnung einen Winkel von 30° bis 45°, bevorzugt 45°, zwischen der Längsrichtung und der Mantelfläche aufweisen.
  • Es wird bevorzugt, dass das Kopplungsstück am Koppelende der Schalterwelle an Schalterwelle angeschweißt ist. Durch die getrennte Fertigung von Schalterwelle und Kopplungsstück lassen sich beide Bauteile mit den für sie optimalen Methoden herstellen. Nach dem Verschweißen weist ein einstückiges Bauteil insbesondere Vorteile bei der Montage auf.
  • Besonders bevorzugt wird, dass das Kopplungsende der Schalterwelle einen Schalterwellenhohlraum zur teilweisen Aufnahme des Kopplungsstückes aufweist. Wird das Kopplungsstück teilweise in Schalterwelle gesteckt, so wird gewährleistet, dass die Schalterwelle und das Kopplungsstück auf einer gemeinsamen Achse liegen und es keinen Versatz zwischen Schalterwelle und Kopplungsstück gibt, insbesondere wenn Schalterwelle und Kopplungsstück eine zylindrische Form aufweisen.
  • Auch wird weiter besonders bevorzugt, dass das Kopplungsstück einen Einführungsanschlag aufweist, wobei das Kopplungsstück mit dem Kopplungsende der Schalterwelle an dem Einführungsanschlag verschweißt ist. Das ermöglicht einen besonders fehlerunanfälligen Fertigungsprozess.
  • Bevorzugt wird auch, dass das Kopplungsstück aus Kopplungsende der Schalterwelle geformt ist. Das ermöglicht den Verzicht des Verschweißens.
  • Auch wird bevorzugt, dass das Kopplungsstück und/ oder die Schalterwelle als Rohr ausgeführt sind, also innen hohl. Besonders bevorzugt ist die Schalterwelle teilweise hohl oder vollständig hohl ausgeführt, also teilweise oder vollständig als Rohr.
  • Bevorzugt wird auch, dass das Kopplungsstück aus zwei, drei oder mehr Teilsegmenten besteht. Besonders bevorzugt sind die zwei, drei oder mehr Teilsegmente ausgestaltet, um vor einer Verbindung mit einer Schalterwelle miteinander formschlüssig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbunden zu werden oder durch Verbinden mit der Schalterwelle miteinander formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden zu werden. Ein mehrteiliger Aufbau des Kopplungsstücks erlaub eine kostengünstige Fertigung, insbesondere eine kostengünstige Fertigung der beiden Winkel zwischen der Längsrichtung und einer Mantelfläche des Hohlraums.
  • Eine weitere Ausführung bezieht sich auf eine gasisolierte Schaltanlage, mit einer Schalterwelle und einer Drehdurchführungswelle, wobei die Schalterwelle nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausführungen gebildet ist. Bevorzugt weist die gasisolierte Schaltanlage eine mit der Schalterwelle gekoppelte Drehdurchführungswelle auf, die ausgestaltet ist, eine Drehbewegung von außerhalb eines Gasraumes gasdicht in den Gasraum auf Drehdurchführungswelle zu übertragen.
  • Eine Ausführung bezieht sich auf ein Montageverfahren zum Verbinden einer Schalterwelle mit einer gasdichten Drehdurchführung für eine gasisolierte Schaltanlage, wobei die Schalterwelle nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausführungen gebildet ist und derart auf die Drehdurchführungswelle aufgesteckt wird, dass sich bezüglich einer Rotation der Schalterwelle und der Drehdurchführungswelle ein Formschluss ergibt.
  • Eine weitere Ausführung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Schalterwelle mit einem integriertem Kopplungsstück nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausführungen für eine gasisolierte Schaltanlage, wobei das Kopplungsstück an das Kopplungsende der Schalterwelle angeschweißt wird.
  • Eine Ausführung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Schalterwelle mit einem integriertem Kopplungsstück nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausführungen für eine gasisolierte Schaltanlage, wobei das Kopplungsstück aus dem Kopplungsende der Schalterwelle durch Umformen und/oder spanende Verfahren gebildet wird.
  • Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Einrichtung gelten alle zu dem erfindungsgemäßen Verfahren voranstehend und nachfolgend gemachten Ausführungen und umgekehrt in entsprechender Weise. Auch hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung wird, auf die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile verwiesen, und umgekehrt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die spezifischen Ausgestaltungen der Ausführungsbeispiele sind für die allgemeine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung in keiner Weise einschränkend zu verstehen; vielmehr können einzelne Ausgestaltungsmerkmale des Ausführungsbeispiels in beliebiger Weise frei untereinander und mit den voranstehend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert.
    • 1: Schematische Darstellung eines Aufrisses einer gasisolierten Schaltanlage mit einer erfindungsgemäßen Schalterwelle;
    • 2: Schematische Darstellung der mit der Drehdurchführungswelle gekoppelten Schalterwelle;
    • 3: Schematische Darstellung eines Schnittes des Kopplungsstücks der Schalterwelle;
    • 4: Schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Ausschnittes des Kopplungsstücks der Schalterwelle;
    • 5: Schematische Darstellung einer möglichen geometrischen Form einer Drehdurchführungswelle.
  • Die 1 zeigt eine Darstellung eines Aufrisses einer gasisolierten Schaltanlage 1 mit einer erfindungsgemäßen Schalterwelle 100, wobei eine Seitenwand 6 einen ersten Aufriss 7 zum Einblick in die gasisolierten Schaltanlage 1 aufweist und der durch diesen ersten Aufriss 7 sichtbare Gasbehälter 2 einen zweiten Aufriss 8 zum Einblick in den Gasbehälter 2 der gasisolierten Schaltanlage 1 aufweist.
  • Die gasisolierten Schaltanlage 1 weist weiter eine erste Abdeckung 3 zum Niederspannungsbereich der gasisolierten Schaltanlage 1, eine zweite Abdeckung 4 zum Antrieb und eine dritte Abdeckung 5 zum Kabelanschlussraum auf.
  • Durch den ersten Aufriss 7 ist der Gasbehälter 2 sichtbar, der beispielsweise nicht dargestellte Schalter, insbesondere Dreistellungsschalter, Lasttrennschalter, Leistungsschalter, Trennschalter oder Erdungsschalter enthält. Diese Schalter werden von einem nicht dargestellten Antrieb über eine gasdichte Drehdurchführung 20, die hier beispielhaft durch die gasdichte Wandung 10 des Gasbehälters 2 durchführt und ausgestaltet ist, eine Drehbewegung von außerhalb des Gasbehälters 2 in den Gasbehälter 2 zu übertragen. Im Innern des Gasbehälters 2 weist die gasdichte Drehdurchführung 20 eine Drehdurchführungswelle 25 auf, die durch ein Kopplungsstück 200 mit der Schalterwelle 100 derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung, Rotationsbewegung, der Drehdurchführungswelle 25 auf die Schalterwelle 100 übertragbar ist, insbesondere durch einen Formschluss zwischen der Drehdurchführungswelle 25 und der Schalterwelle 100. Die Drehbewegung oder Rotationsbewegung erfolgt dabei um eine Achse, parallel zu oder identisch, der Längsrichtung 1100 der Schalterwelle 100. Das Kopplungsstück 200 ist dabei bevorzugt fest mit der Schalterwelle 100 verbunden, insbesondere bevorzugt formschlüssig, kraftschlüssig und/oder Stoffschlüssig verbunden.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung der mit der Drehdurchführungswelle 25 der gasdichten Drehdurchführung 20 gekoppelten Schalterwelle 100. Die gasdichte Drehdurchführung 20 ist durch die gasdichte Wandung 10 eines Gasbehälters 2 hindurchgeführt. Außerhalb des Gasbehälters 2, hier auf der rechten Seite der gasdichten Wandung 10, erfolgt die Anbindung an einen nicht dargestellten Antrieb, insbesondere einen Federspeicherantrieb oder einen Magnetantrieb. Auf der Innenseite des Gasbehälters 2 weist die gasdichte Drehdurchführung 20 eine Drehdurchführungswelle 25 auf, wobei die Drehdurchführungswelle 25 in ein fest mit der Schalterwelle 1 verbundenes Kopplungsstück 200 der Schalterwelle 100 hereinragt und so eine formschlüssige Verbindung zwischen der Drehdurchführungswelle 25, dem Kopplungsstück 200 und der Schalterwelle 100 herstellt. Die Drehdurchführungswelle 25 ragt dabei durch die Koppelöffnung 220 im Kopplungsstück 200 in den Hohlraum 210 des Kopplungsstücks 200 hinein. Der Hohlraum 210 im Kopplungsstück 200 weist eine innere Mantelfläche 215 auf, die den Hohlraum in der Radialebene 1200 senkrecht zur Längsrichtung 1100 der Schalterwelle 100 begrenzt. Die Mantelfläche 215 weist dabei bevorzugt eine Geometrie auf, die eine Geometrie der Drehdurchführungswellenmantelfläche 26, hier nicht erkennbar, vergleiche 5 der Drehdurchführungswelle 25 in Form und Größe derart nachbildet, dass die Drehdurchführungswelle 25 in die Koppelöffnung 220 und den Hohlraum 210 derart eingreift und bezüglich einer Rotationsbewegung um eine Parallele zur Längsrichtung 1100 einen Formschluss erzeugt, der eine Rotationsbewegung von der Drehdurchführungswelle 25 auf das integrierte Kopplungsstück 200 und damit die Schalterwelle 100 zu übertragen.
  • Das integrierte Kopplungsstück 200 weist in der 2 einen optionalen Einführungsanschlag 230 auf, wobei in der 2 eine optionale feste Verbindung zwischen einem Kopplungsende 110 der Schalterwelle 100 und dem Kopplungsstück 200 erzeugt ist, in dem das Kopplungsstück 200 bis zu dem Einführungsanschlag 230 in die Schalterwelle 100 eingesteckt ist und eine optionale Schweißverbindung 235 zwischen dem Einführungsanschlag 230 und dem Kopplungsende 110 der Schalterwelle 100 vorhanden ist.
  • Der Hohlraum 210 im Kopplungsstück 200 erweitert sich in der 2 kaum sichtbar in der Radialebene 1200 hin zu der Drehdurchführung 20 und zur Schalterwelle 100. Besonders bevorzugt, aber optional, ragt die Drehdurchführungswelle 25 derart in den Hohlraum 210 des Koppelstücks hinein, dass der Hohlraum 210 in der Radialebene 1200 die geringste Ausdehnung 240 dort aufweist, wo der in den Hohlraum 210 hereinragende Bereich der Drehdurchführungswelle 25 in Längsrichtung 1100 etwa zur Hälfte hereinragt. Diese Ausführung ermöglicht insbesondere geringfügige Verkippungen auszugleichen. Bei der Bezugnahme auf die Ausdehnung des Hohlraums 210 des Kopplungsstücks 200 in der Radialebene 1200 tragen im Rahmen dieser Offenbarung in der 2 nicht gezeigte Einbuchtungen 250 oder Ausbuchtungen nicht zu Erweiterungen oder Verengungen des Hohlraums 210 bei, da der Vergleich immer entlang einer Linie parallel zur Längsausdehnung 1100 erfolgt. Ebenfalls optional ist in der 2 gezeigt, dass das Kopplungsstück 200 im Bereich der Koppelöffnung 220 sich in der Radialebene 1200 hin zu der Drehdurchführung 20 erweitert, mit anderen Worten sich hin zu der Drehdurchführung 20 trichterförmig öffnet, was ein Einführen der Drehdurchführungswelle 25 in die Koppelöffnung 220 erleichtert und damit die Montage, also das Koppeln der Schalterwelle 100 mit der Drehdurchführungswelle 25, erleichtert.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes des Kopplungsstücks 200 der Schalterwelle 100. Durch die Schittdarstellung ist der Hohlraum 210 und die innere Mantelfläche 215 des Hohlraums 210 im Kopplungsstück 200 zur Hälfte erkennbar. Das Kopplungsstück 200 weist hier optional auf der Außenseite einen hier ringförmigen Einführungsanschlag 230 auf.
  • Der Verlauf der inneren Mantelfläche 215 wird auf der der Schalterwelle 100 zugewandten Seite durch einen ersten Winkel 260 und auf der der Schalterwelle 100 abgewandten Seite durch einen zweiten Winkel 265 beschrieben. Der Verlauf muss dabei nicht wie hier linear sein, sondern kann auch bauchig ausgeführt sein, wobei der angegebene Winkel in allen Positionen erreicht oder überschritten wird.
  • Optional weist die inneren Mantelfläche 215 des Kopplungsstücks 200 an der Koppelöffnung 220 eine Trichterform auf, die ein Einführen einer nicht dargestellten Drehdurchführungswelle 25, und damit die Montage, vereinfacht. Beispielhaft gekennzeichnet ist in der 3 auch der Bereich der geringsten Ausdehnung 240 des Hohlraums 210 in der Radialebene 1200, wobei jeweils nur eine Richtung in der Radialebene 1200 entlang der Längsrichtung 1100 der Schalterwelle 100 betrachtet wird.
  • Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Ausschnittes des Kopplungsstücks 200 der Schalterwelle 100 mit einem optionalen Einführungsanschlag 230 und einer optionalen Trichterform der inneren Mantelfläche 215 im Bereich der Koppelöffnung 220. Weiter weist das Kopplungsstück 200 eine Einbuchtung 250 entlang der Längsrichtung 1100 der Schalterwelle 100 auf. Diese Einbuchtung 250 ist alternativ als, hier nicht gezeigte, Ausbuchtung ausgeführt, wobei das entsprechend bei der Formgebung der Drehdurchführungswelle 25, in Bezug auf die komplementäre Form, zu berücksichtigen ist. Die Einbuchtung 250 ermöglicht eine effiziente Kraftübertragung zwischen der Drehdurchführungswelle 25 und der Schaltwelle 100 mit dem Kopplungsstück 200.
  • Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen geometrischen Form einer Drehdurchführungswelle 25. Die Drehdurchführungswelle 25 weist dabei eine Drehdurchführungswellenmantelfläche 26 auf. Die Drehdurchführungswellenmantelfläche 26 bildet dabei die innere Mantelfläche 215 des Hohlraums 210 im Kopplungsstück 200 derart ohne den ersten Winkel 260 und den zweiten Winkel 265 nach, so dass ein erstes Ende 27 der Drehdurchführungswelle 25 durch die Koppelöffnung 220 in das Kopplungsstück 200 eingeführt werden kann. In einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausgestaltung, verjüngt sich die Drehdurchführungswelle 25 hin zum ersten Ende 27 der Drehdurchführungswelle 25, bevorzugt mit einem Winkel von 5°. Die Stirnfläche 28 des ersten Endes 27 der Drehdurchführungswelle 25 weist hier also weitgehend die inverse Form der inneren Mantelfläche 215 des Hohlraums 210 im Kopplungsstück 200 auf.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    gasisolierte Schaltanlage;
    2
    Gasbehälter;
    3
    Tür zum Niederspannungsbereich der gasisolierten Schaltanlage 1;
    4
    Tür zum Antrieb;
    5
    Tür zum Kabelanschlussraum;
    6
    Seitenwand der gasisolierten Schaltanlage 1;
    7
    Aufriss zum Einblick in die gasisolierten Schaltanlage 1;
    8
    Aufriss zum Einblick in den Gasbehälter 2 der gasisolierten Schaltanlage 1;
    10
    gasdichte Wandung eines Gasbehälters 2 einer gasisolierten Schaltanlage 1;
    20
    gasdichte Drehdurchführung durch die gasdichte Wandung 10;
    25
    Drehdurchführungswelle;
    26
    Drehdurchführungswellenmantelfläche;
    27
    Erstes Ende der Drehdurchführungswelle 25;
    28
    Stirnfläche des ersten Endes 27 der Drehdurchführungswelle 25;
    100
    Schalterwelle;
    110
    Kopplungsende der Schalterwelle 100;
    200
    Kopplungsstück, integriertes Kopplungsstück;
    210
    Hohlraum im Kopplungsstück 200;
    215
    innere Mantelfläche des Hohlraums 210 im Kopplungsstück 200;
    220
    Koppelöffnung im Kopplungsstück 200;
    230
    Einführungsanschlag am im Kopplungsstück 200;
    250
    Einbuchtung im Kopplungsstück 200;
    260
    erster Winkel zwischen einer parallelen zur Längsausdehnung 1100 und einem Verlauf der innere Mantelfläche 215 des Hohlraums 210;
    265
    zweiter Winkel zwischen einer parallelen zur Längsausdehnung 1100 und einem Verlauf der innere Mantelfläche 215 des Hohlraums 210;
    1100
    Längsrichtung der Schalterwelle 100;
    1200
    Radialebene der Schalterwelle 100, senkrecht zur Längsrichtung 1100.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2019037935 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Schalterwelle (100) mit integriertem Kopplungsstück (200) für eine gasisolierte Schaltanlage (1), wobei sich die Schalterwelle (100) in einer Längsrichtung (1100) und einer Radialebene (1200) senkrecht zur Längsrichtung (1100) erstreckt, wobei die Schalterwelle (100) in der Längsrichtung (1100) ein Kopplungsende (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterwelle (100) an dem Kopplungsende (110) ein integriertes Kopplungsstück (200) aufweist, wobei das integrierte Kopplungsstück (200) in der Längsrichtung (1100) einen Hohlraum (210) aufweist und der Hohlraum (210) zu einer dem Kopplungsende (110) abgewandten Seite der Schalterwelle (100) hin geöffnet ist und so eine Koppelöffnung (220) aufweist, wobei die Koppelöffnung (220) ausgestaltet ist eine Drehdurchführungswelle (25) aufzunehmen und wobei der Hohlraum (210) ausgestaltet ist die Drehdurchführungswelle (25) teilweise aufzunehmen, wobei der Hohlraum (210): - eine Drehdurchführungswellenmantelfläche (26) der Drehdurchführungswelle (25) in Form und Größe derart nachbildet, dass die Drehdurchführungswelle (25) in die Koppelöffnung (220) und den Hohlraum (210) derart eingreift und bezüglich einer Rotationsbewegung um eine Parallele zur Längsrichtung (1100) einen Formschluss erzeugt, der geeignet ist, eine Rotationsbewegung von der Drehdurchführungswelle (25) auf das integrierte Kopplungsstück (200) und damit die Schalterwelle zu übertragen, und - eine Drehdurchführungswellenmantelfläche (26) der Drehdurchführungswelle (25) in Form und Größe derart nachbildet, dass eine Verkippung der Drehdurchführungswelle (25) in dem Hohlraum (210) bis zu 5° gegen die Längsrichtung (1100) ermöglicht ist.
  2. Schalterwelle (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkippung der Drehdurchführungswelle (25) in dem Hohlraum (210) dadurch erreicht ist, dass sich der Hohlraum (210) in der Radialebene (1200) hin zu der Koppelöffnung (220) und hin zu der dem Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) zugewandten Seite, vergrößert.
  3. Schalterwelle (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (215) des Hohlraums (210) auf der nach zum Hohlraum (210) hin gerichteten Seite, der Innenseite der die Mantelfläche (215) des Hohlraums (210) bildenden Wand des Hohlraums (210), auf eine Form aufweist, die auf einer Mantelfläche (215) eines Zylinders basiert, wobei mindestens an einer Stelle die Mantelfläche (215) eines Zylinders zur Innenseite des Hohlraums (210) eine Einbuchtung (250) oder eine Ausbuchtung aufweist.
  4. Schalterwelle (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (215) des Zylinders zur Innenseite des Hohlraums (210) eine Anzahl N von zwei oder mehr Einbuchtungen (250), oder Ausbuchtungen, aufweist.
  5. Schalterwelle (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Einbuchtungen (250) oder Ausbuchtungen sich entweder gegenüberliegen oder sich die Lage der Einbuchtungen (250) oder Ausbuchtungen auf der Mantelfläche (215) des Zylinders nach 360°/N berechnen.
  6. Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (215) des Zylinders des Hohlraums (210) auf der Seite der Koppelöffnung (220) vom Hohlraum (210) eine Trichterförmige Koppelöffnung (220) bildet, die zusätzlich zum Verkippen der Drehdurchführungswelle (25) auch ein erleichtertes Einführen der Drehdurchführungswelle (25) in die Koppelöffnung (220) ermöglicht.
  7. Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) an der Schalterwelle (100) angeschweißt ist.
  8. Schalterwelle (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) einen Schalterwellenhohlraum zur teilweisen Aufnahme des Kopplungsstückes (200) aufweist.
  9. Schalterwelle (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) einen Einführungsanschlag (230) aufweist, wobei das Kopplungsstück (200) mit dem Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) an dem Einführungsanschlag (230) verschweißt ist.
  10. Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) aus dem Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) geformt ist.
  11. Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) aus zwei, drei oder mehr Teilsegmenten besteht.
  12. Gasisolierte Schaltanlage (1), mit einer Schalterwelle (100) und einer Drehdurchführungswelle (25) dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10 gebildet ist.
  13. Montageverfahren zum Verbinden einer Schalterwelle (100) mit einer gasdichten Drehdurchführung (20) für eine gasisolierte Schaltanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterwelle (100) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11 gebildet ist und derart auf die Drehdurchführungswelle (25) aufgesteckt wird, dass sich bezüglich einer Rotation der Schalterwelle (100) und der Drehdurchführungswelle (25) ein Formschluss ergibt.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Schalterwelle (100) mit einem integriertem Kopplungsstück (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für eine gasisolierte Schaltanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) an das Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) angeschweißt wird.
  15. Verfahren zum Herstellen einer Schalterwelle (100) mit einem integriertem Kopplungsstück (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für eine gasisolierte Schaltanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (200) aus dem Kopplungsende (110) der Schalterwelle (100) durch Umformen und/oder spanende Verfahren gebildet wird.
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