DE112011104445B4

DE112011104445B4 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE112011104445B4
Application number: DE112011104445.3T
Authority: DE
Inventors: Taehyun Kim; Haruhiko Shimoji
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: US8941022B2; WO2012086216A1; CN103140908B; CN103140908A; JP5116905B2; US20130161291A1; DE112011104445T5; JPWO2012086216A1

Abstract

Schaltvorrichtung, die Folgendes aufweist:- einen Vakuum-Schalter (101), in dem eine Elektrode (102) auf einer feststehenden Seite, die an einer feststehenden stromführenden Achse (103) festgelegt ist, und eine Elektrode (106) auf einer beweglichen Seite untergebracht sind, die an einer beweglichen stromführenden Achse (107) festgelegt ist, die koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse (103) angeordnet ist, wobei die Elektrode (106) auf der beweglichen Seite und die Elektrode (102) auf der feststehenden Seite einander flächig gegenüberliegen;- eine Basisachse (113) mit einem Achsenbereich (113a), der koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse (103) angeordnet ist, mit einem Basisbereich (113b), der auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters (101) auf der einen Seite des Achsenbereichs (113a) angebracht ist, und mit einem Gewindebereich (113c), der auf der anderen Seite des Achsenbereichs (113a) gebildet ist;- einen Achsabstützkörper (114), der durch das Einsetzen der Basisachse (113) in diesen angebracht ist;- ein Abstützelement (117), das den Achsabstützkörper (114) abstützt und die Basisachse (113) an einer Bewegung in Radialrichtung hindert;- einen elastischen Körper (115; 118; 120), der durch das Einsetzen des Achsenbereichs (113a) in diesen konzentrisch zwischen dem Achsabstützkörper (114) und dem Basisbereich (113b) der Basisachse (113) angebracht ist; und- ein Einstellelement (116), das auf den Gewindebereich (113c) der Basisachse (113) aufgeschraubt ist und eine Lasteinstellung des elastischen Körpers (115; 118; 120) vornimmt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Schaltvorrichtungen und betrifft insbesondere eine Schaltanlage.
STAND DER TECHNIK
Wenn ein Paar Kontakte in einem geöffneten Kontaktzustand in einer Schaltanlage oder Leistungs-Schaltanlage mit einer bestimmten Geschwindigkeit geschlossen wird (Kontaktschließen), dann kommt es zwischen den Kontakten zu einem Aufeinanderschlagen (wobei dies im Folgenden als Kontaktprellen bezeichnet wird). Eine Spannung liegt zwischen den Kontakten an; aus diesem Grund wird bei jedem Prellvorgang ein Lichtbogen erzeugt, und die Kontaktflächen werden rau oder verschleißen, so dass ein Nachteil dahingehend entsteht, dass der Kontaktwiderstand unnötig hoch wird.
Ferner besteht ein Problem, dass bei lang anhaltendem Kontaktprellen die Kontakte schmelzen; aus diesem Grund muss die Zeitdauer des Kontaktprellens so weit wie möglich verkürzt werden.
Bei einer Schaltvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, wie sie in 8 gezeigt ist, sind in einem Vakuum-Schalter 1 ein feststehender Kontakt 10 und ein beweglicher Kontakt 11 untergebracht. Der Vakuum-Schalter 1 ist an einem feststehenden Leiter 6 befestigt, und der feststehende Leiter 6 ist durch eine Vielzahl überlappender, konischer Tellerfedern 63 gelagert. Die konischen Tellerfedern 63 weisen einen elastischen Körper auf, wobei die Vielzahl der konischen Tellerfedern in einander überlappender Weise aufeinander gestapelt sind.
Daher werden geringfügige Bewegungen der konischen Tellerfedern 63 ausgeführt, und es wird eine Vielzahl geringfügiger Kollisionen wiederholt, um kinetische Energie in Bezug auf das Kontaktprellen (Aufeinanderschlagen) aufzunehmen, das zum Zeitpunkt der Betätigung des beweglichen Kontakts 11 in dem Vakuum-Schalter 1 erzeugt wird, um diesen mit dem feststehenden Kontakt 10 in Kontakt treten zu lassen. Auf diese Weise wird das Kontaktprellen unterdrückt.
Dabei wird die Höhe der konischen Tellerfedern 63 derart vorgegeben, dass sich eine vorbestimmte Pufferkraft erzielen lässt, und zwar durch das Einstellen der Klemmkraft von Befestigungsschrauben 62 der Schaltvorrichtung in Bezug auf eine Last, die eine derartige Betätigung des beweglichen Kontakts 11 hervorruft, dass dieser in einen Kontaktschließzustand mit dem feststehenden Kontakt 10 gelangt.
Eine weitere Schaltvorrichtung ist aus dem Patentdokument 2 bekannt. In diesem Zusammenhang beschreibt Patentdokument 2 einen Vakuum-Schalter mit einem bewegbaren Kontaktelement und einem feststehenden Kontaktelement. Da die kinetische Energie, die das bewegbare Kontaktelement aufnimmt, bei einem Zusammenwirken mit dem feststehenden Kontaktelement übertragen wird, schlägt das Patentdokument 2 Dämpfungselemente vor, die einen Teil der freigesetzten Energie aufnehmen sollen.

Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2006-164 654 A .
Patentdokument 2: Britische Patentschrift GB 1 157 015 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
MIT DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Bei der vorstehend beschriebenen bekannten Schaltvorrichtung erfolgt ein Abstützen über eine Vielzahl von Achsenlinien parallel zu einer Mittelachsenlinie einer beweglichen Achse 2 des an dem feststehenden Leiter 6 angebrachten Vakuum-Schalters 1. Das bedeutet, Stützachsen parallel zu der Mittelachsenlinie der beweglichen Achse 2 sind jeweils radial außenseitig von dem Vakuum-Schalter 1 vorgesehen; die Vielzahl der einander überlappenden konischen Tellerfedern 63 sind auf jeder der jeweiligen Stützachsen zwischen einer isolierenden feststehenden Basis 61 und dem feststehenden Leiter 6 angeordnet, um für eine derartige Fixierung und Abstützung durch Ausführen einer Lasteinstellung mittels der jeweiligen Befestigungsschraube 62 zu sorgen, dass eine geringfügige Bewegung möglich ist.
Wie vorstehend beschrieben, erfolgen das Festlegen und Abstützen durch Anordnen der Vielzahl der einander überlappenden konischen Tellerfedern 63 auf den Stützachsen parallel zu der Mittelachsenlinie der beweglichen Achse 2 radial außenseitig von dem Vakuum-Schalter 1; auf diese Weise ist der Vakuum-Schalter 1 in stabiler Weise abgestützt. Die Konstruktion ist jedoch unter Überlappung der konischen Tellerfedern 63 auf der Vielzahl der Stützachsen gebildet; aus diesem Grund sind Arbeitsstunden für die Lasteinstellung der konischen Tellerfedern 63 erforderlich.
Im Allgemeinen muss eine mechanische Höheneinstellung der konischen Tellerfedern 63 durch eine tatsächliche Messung vorgenommen werden, wobei die Einstellarbeiten schwierig sind und die konischen Tellerfedern 63 in zwei Schritten überlappend angeordnet werden; dadurch wird die Höheneinstellung noch schwieriger.
Ein Problem besteht jedoch auch darin, dass die in zwei Schritten überlappend angeordneten konischen Tellerfedern 63 auf den mehreren Stützachsen angeordnet werden; aus diesem Grund sind mehrmals Arbeitsstunden für die Lasteinstellung der konischen Tellerfedern 63 erforderlich, und es besteht ein hoher Aufwand.
Ferner besteht ein Problem darin, dass die Lasteinstellarbeiten für die konischen Tellerfedern 63 in einem Zustand vorgenommen werden müssen, in dem der Vakuum-Schalter 1, bei dem es sich um ein empfindliches Bauteil handelt, an dem feststehenden Leiter 6 angebracht ist, und die Lasteinstellarbeiten daher sorgfältig und konzentriert ausgeführt werden müssen.
Des weiteren besteht ein Problem darin, dass die konischen Tellerfedern 63 auf den mehreren Stützachsen derart abgestützt werden müssen, dass eine geringfügige Bewegung möglich ist; aus diesem Grund muss einen Mechanismus zum Verhindern eines Betriebsdefekts aufgrund einer Mittelachsenabweichung (in der Zeichnung nicht dargestellt) separat vorgesehen werden, so dass es zu einem Anstieg der Kosten kommt.
Darüber hinaus besteht ein Problem darin, dass der Einfluss einer Verformung des feststehenden Leiters 6 verhindert werden muss; aus diesem Grund ist die Konstruktion derart vorgesehen, dass der feststehende Leiter 6 dicker wird und beide Seiten des feststehenden Leiters 6 in beträchtlicher Weise radial von dem Vakuum-Schalter 1 nach außen ragen, so dass auch hierdurch die Kosten steigen.
Ein weiteres Problem liegt auch darin, dass die beiden Seiten des feststehenden Leiters 6 beträchtlich weiter nach außen ragen als die radial äußere Seite des Vakuum-Schalters 1; dadurch wird die Distanz zwischen dem Vakuum-Schalter 1 und der Erdung groß, um eine Standhaltespannungsleistung in Radialrichtung zu gewährleisten, und die Schaltvorrichtung insgesamt wird groß, so dass es sowohl zu einer steigenden Größe als auch zu steigenden Kosten kommt.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltvorrichtung, mit der sich sowohl eine Reduzierung der Größe als auch eine Reduzierung der Kosten erzielen lassen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltvorrichtung geschaffen, die Folgendes aufweist:

einen Vakuum-Schalter, in dem eine Elektrode auf einer feststehenden Seite, die an einer feststehenden stromführenden Achse befestigt ist, und eine Elektrode auf einer beweglichen Seite untergebracht sind, die an einer beweglichen stromführenden Achse befestigt ist, die koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse angeordnet ist, wobei die Elektrode auf der beweglichen Seite und die Elektrode auf der feststehenden Seite einander flächig gegenüberliegen; eine Basisachse mit einem Achsenbereich, der koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse angeordnet ist, mit einem Basisbereich, der auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters auf der einen Seite des Achsenbereichs angebracht ist, und mit einem Gewindebereich, der auf der anderen Seite des Achsenbereichs gebildet ist;
einen Achsabstützkörper, der durch das Einsetzen der Basisachse in diesen angebracht ist; ein Abstützelement, das den Achsabstützkörper abstützt und die Basisachse an einer Bewegung in Radialrichtung hindert; einen elastischen Körper, der durch das Einsetzen des Achsenbereichs in diesen konzentrisch zwischen dem Achsabstützkörper und dem Basisbereich der Basisachse angebracht ist; und ein Einstellelement, das auf den Gewindebereich der Basisachse aufgeschraubt ist und eine Lasteinstellung des elastischen Körpers vornimmt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Mit einer Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich eine Schaltvorrichtung erzielen, bei der sowohl eine Reduzierung der Größe als auch eine Reduzierung der Kosten ermöglicht sind.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Puffermechanismus in einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
4 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
5 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der 4 zur Erläuterung der relevanten Teile der Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung;
7 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung; und
8 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer bekannten Schaltvorrichtung.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiel 1
Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Dabei sind in jeder der Zeichnungen identische oder äquivalente Elemente und Bereiche mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 1 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Puffermechanismus in der Schaltvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen Vakuum-Schalter; und das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Elektrode auf einer feststehenden Seite, die in dem Vakuum-Schalter 101 angeordnet ist und an einer feststehenden stromführenden Achse 103 befestigt ist. Die Elektrode 102 auf der feststehenden Seite ist mit einem feststehenden Leiter 104 und einem auf der feststehenden Seite vorgesehenen Anschlussleiter 105 über die feststehende stromführende Achse 103 elektrisch verbunden.
Das Bezugszeichen 106 bezeichnet eine Elektrode auf einer beweglichen Seite, die in dem Vakuum-Schalter 101 angeordnet ist und an einer beweglichen stromführenden Achse 107 befestigt ist, die koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse 103 angeordnet ist, wobei die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite flächig gegenüberliegt.
Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Anschlussleiter auf der beweglichen Seite; und das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen Nebenschlussleiter, der den Anschlussleiter 108 auf der beweglichen Seite mit der sich von dem Vakuum-Schalter 101 nach außen erstreckenden, beweglichen stromführenden Achse 107 elektrisch verbindet und der Flexibilität aufweist. Dabei können der feststehende Leiter 104 und der Anschlussleiter 105 auf der feststehenden Seite als integrale Konstruktion ausgebildet sein.
Das Bezugszeichen 110 bezeichnet eine Betätigungsstange, die mit einem Betätigungsmechanismus (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden ist. Die Betätigungsstange 110 ist mit der beweglichen stromführenden Achse 107 verbunden und treibt die bewegliche stromführende Achse 107 in Axialrichtung an, um die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite in Kontakt zu bringen und dadurch einen Kontaktschließzustand herzustellen sowie die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite von der Elektrode 2 auf der feststehenden Seite zu trennen und dadurch einen Kontaktöffnungszustand herzustellen.
Eine isolierende Stange 111 ist zwischen der Betätigungsstange 110 und der beweglichen stromführenden Achse 107 vorgesehen; die Betätigungsstange 110 und die bewegliche stromführende Achse 107 sind durch die isolierende Stange 111 voneinander isoliert und elektrisch voneinander getrennt.
Das Bezugszeichen 112 bezeichnet einen Puffermechanismus, der koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse 103 auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters 101 angeordnet ist und eine Kollisionsbelastung vermindert, wenn die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite in Kontakt gebracht wird und dadurch der Kontaktschließzustand hergestellt wird.
Der Puffermechanismus 112 weist folgende Komponenten auf:

beispielsweise eine Basisachse 113, die einen Achsenbereich 113a, der mit der feststehenden stromführenden Achse 103 koaxial angeordnet ist, einen Basisbereich 113b, der auf der auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters 101 befindlichen Seite des Achsenbereichs 113a an dem feststehenden Leiter 104 anzubringen ist, sowie einen Gewindebereich 113c aufweist, der auf der anderen Seite des Achsenbereichs 113a ausgebildet ist;
einen Achsabstützkörper 114, der durch das Einsetzen des Achsenbereichs 113a der Basisachse 113 in diesen angebracht ist;
einen elastischen Körper 115, der durch das Einführen des Achsenbereichs 113a zwischen dem Achsabstützkörper 114 und dem Basisbereich 113b der Basisachse 113 konzentrisch angebracht ist; sowie
ein Einstellelement 116, das auf den Gewindebereich 113c der Basisachse 113 aufgeschraubt ist und zum Ausführen der Lasteinstellung des elastischen Körpers 115 dient.

Dabei ist der Achsabstützkörper 114 mit einem geringfügigen Spalt versehen, so dass eine geringfügige Bewegung des Achsenbereichs 113a der Basisachse 113 in Axialrichtung möglich ist und der Achsabstützkörper 114 durch ein Abstützelement 117 abgestützt ist; auf diese Weise ist eine Festlegung gegen radiale Bewegung gebildet.
Ferner ist ein Fall dargestellt, in dem der elastische Körper 115 durch konische Tellerfedern gebildet ist und das Einstellelement 116 beispielsweise aus einer ersten Mutter 116a und einer zweiten Mutter 116b gebildet ist. Die Lasteinstellung der konischen Tellerfedern, die den elastischen Körper 115 bilden, erfolgt durch Klemmeinstellung der ersten Mutter 116a; der eingestellte Lastzustand derselben wird dann mittels der zweiten Mutter 116b aufrechterhalten.
Ein Herstellungsvorgang für einen solchen Puffermechanismus 112 wird separat von dem Herstellungsvorgang des Vakuum-Schalters 101 ausgeführt; die Lasteinstellung erfolgt in unabhängiger Weise durch den Puffermechanismus 112; ferner wird der Puffermechanismus 112 in einem Zustand, in dem die Lasteinstellung abgeschlossen ist, koaxial mit der stromführenden Achse 103 an dem feststehenden Leiter 104 angeordnet, der sich auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters 101 befindet.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben. In dem Fall, in dem bei dem Vakuum-Schalter 101 die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite und die Elektrode 102 auf der feststehenden Seite von einem Kontaktöffnungszustand in einen Kontaktschließzustand verbracht werden, wird ein Betätigungsmechanismus (in der Zeichnung nicht dargestellt) antriebsmäßig bewegt, und die Betätigungsstange 110, die mit dem Betätigungsmechanismus (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden ist, wird in Axialrichtung zu der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite hin antriebsmäßig bewegt.
Die mit der Betätigungsstange 110 verbundene bewegliche stromführende Achse 107 bewegt sich in Axialrichtung in Richtung auf die Elektrode 102 auf der feststehenden Seite aufgrund der antriebsmäßigen Bewegung der Betätigungsstange 110 in Axialrichtung.
Somit tritt die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit einer vorbestimmten Last mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite in Kontakt, um einen Kontaktschließzustand herzustellen, und die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite wird mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite elektrisch verbunden, so dass eine Aktivierung ermöglicht ist.
Wenn die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit der vorbestimmten Last mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite in Kontakt tritt, d.h. kollidiert, dann kommt es zu einem Kontaktprellen zwischen der Elektrode 106 auf der beweglichen Seite und der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite.
Jedoch kann bei dem Ausführungsbeispiel 1 das Kontaktprellen in stabiler Weise unterdrückt werden, da der Puffermechanismus 112 koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 angeordnet ist.
Genauer gesagt, es wird bei dem Ausführungsbeispiel 1 das Prellen auf einer einzigen Stützachsenlinie durch den Puffermechanismus 112 unterdrückt, der koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 angeordnet ist. Eine Last wird zu dem Zeitpunkt, in dem die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite kollidiert, auf die feststehende stromführende Achse 103 und den feststehenden Leiter 104 übertragen.
Die auf den feststehenden Leiter 104 übertragene Last wird auf den Basisbereich 113b der als Puffermechanismus 112 dienenden Basisachse 113 übertragen, um dadurch die konischen Tellerfedern, die den elastischen Körper 115 bilden, durch den Basisbereich 113b der Basisachse 113 zusammenzudrücken, wobei die Last zu dem Zeitpunkt, zu dem die Elektrode 106 auf der beweglichen Seite mit der Elektrode 102 auf der feststehenden Seite kollidiert, absorbiert und vermindert wird. Somit wird das Kontaktprellen stabil unterdrückt.
Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel 1 nicht um eine Konstruktion, bei der die konischen Tellerfedern 63 in einander überlappender Weise auf den mehreren Stützachsenlinien radial außenseitig von dem Vakuum-Schalter 1 angeordnet werden, wie dies bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Schaltvorrichtung der Fall ist; vielmehr ist bei dem Ausführungsbeispiel 1 der Puffermechanismus 112 koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 angeordnet.
Auf diese Weise kann die radiale Abmessung des Vakuum-Schalters 101 im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen bekannten Schaltvorrichtung beträchtlich verkürzt werden. Die Standhaltespannungsleistung in der Radialrichtung kann somit verbessert werden, und die Schaltvorrichtung insgesamt lässt sich klein ausbilden; auf diese Weise können sowohl eine Reduzierung der Größe als auch eine Reduzierung der Kosten erreicht werden.
Ferner besitzt die vorstehend beschriebene bekannte Schaltvorrichtung eine Konstruktion, bei der beide Seiten des feststehenden Leiters 6 in signifikanter Weise von dem Vakuum-Schalter 1 radial nach außen ragen; aus diesem Grund muss die Dicke desselben erhöht werden. Im Gegensatz dazu ist bei dem Ausführungsbeispiel 1 der Puffermechanismus 112 koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 angeordnet; aus diesem Grund wird der Einfluss einer Verformung des feststehenden Leiters 104 extrem gering, und der feststehenden Leiter 104 kann kleiner ausgebildet werden.
Weiterhin erfolgt die Lasteinstellung des Puffermechanismus 112 durch die konischen Tellerfedern, die als elastischer Körper 115 dienen und koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 auf einer einzigen Stützachsenlinie angeordnet sind; die Lasteinstellung muss somit nur ein einziges Mal ausgeführt werden.
Daher können die Arbeitsstunden im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, bei dem die Lasteinstellung der konischen Tellerfedern 63 auf den mehreren Stützachsenlinien auszuführen ist, wie dies bei der vorstehend beschriebenen bekannten Schaltvorrichtung der Fall ist, so dass sich eine weitere Kostenreduzierung erzielen lässt.
Ferner ist der Puffermechanismus 112 koaxial mit der beweglichen stromführenden Achse 107 und der feststehenden stromführenden Achse 103 auf nur einer Stützachsenlinie angeordnet; somit kommt es zu keinem Betriebsfehler in Verbindung mit Störungen aufgrund von mehreren Stützachsenlinien, wie dies bei der vorstehenden bekannten Schaltvorrichtung beschrieben worden ist, und es lässt sich der Effekt einer stabilen Unterdrückung von Kontaktprellen erzielen.
Ferner ist zu erwähnen, dass der Puffermechanismus 112 bei dem Ausführungsbeispiel 1 getrennt von dem Herstellungsvorgang des Vakuum-Schalters 101 hergestellt wird; die Lasteinstellung erfolgt in unabhängiger Weise durch den Puffermechanismus 112.
Der Puffermechanismus 112 in Form eines fertigen Endprodukts, bei dem die Lasteinstellung abgeschlossen ist, kann dann koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse 103 an dem feststehenden Leiter 104 angeordnet werden, der sich auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters 101 befindet.
Es besteht somit keine Notwendigkeit, dass die Lasteinstellarbeiten der konischen Tellerfedern 63 mit sorgfältiger Konzentration in einem Zustand ausgeführt werden, in dem der Vakuum-Schalter 1, bei dem es sich um ein empfindliches Bauteil handelt, an dem feststehenden Leiter 6 angebracht ist, wie dies bei der vorstehend beschriebenen bekannten Schaltvorrichtung der Fall ist.
Somit können auch die Arbeitsstunden für den Schutz oder dergleichen des Vakuum-Schalters 101 reduziert werden, die Montageeigenschaften der Schaltvorrichtung lassen sich in bemerkenswerter Weise verbessern, und es kann eine weitere Kostenreduzierung erzielt werden.
Außerdem kann der Puffermechanismus 112 die Lasteinstellung der konischen Tellerfedern, die als elastischer Körper 115 dienen, individuell ausführen; die Kosten lassen sich bei einer Massenherstellung der Schaltvorrichtung somit noch weiter reduzieren.
Ausführungsbeispiel 2
Das Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Dabei werden in der Zeichnung identische oder äquivalente Elemente und Bereiche mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 3 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
Vorstehend ist ein Fall beschrieben, in dem der elastische Körper 115 bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 durch die konischen Tellerfedern gebildet ist; bei dem Ausführungsbeispiel 2 ist jedoch ein elastischer Körper 118 aus einem Gummimaterial vorgesehen. Die Zeichnung veranschaulicht den elastischen Körper 118, der z.B. durch einen O-Ring gebildet ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 erfolgt die Lasteinstellung in einem zusammengedrückten Zustand des O-Rings, der als elastischer Körper 118 dient; damit lassen sich ähnliche Wirkungen erzielen wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel 1.
Weiterhin ist ein Element 119 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands auf der Innenumfangsseite des als elastischen Körper 118 dienenden O-Rings angeordnet, wobei das Element 119 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands des O-Rings in einem vorbestimmten Zustand dient.
Das Element 119 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands ist beispielsweise durch ein härteres kreisförmiges Element als das Material des O-Rings gebildet, der als elastischer Körper 118 dient, so dass der als elastischer Körper 118 dienende O-Ring nicht über die Position des Elements 119 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands hinaus zusammengedrückt wird.
Ausführungsbeispiel 3
Das Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Dabei sind in jeder der Zeichnungen identische oder äquivalente Elemente und Bereiche wiederum mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 4 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der 4 unter Darstellung von relevanten Teilen der Schaltvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel 2 ist ein Fall beschrieben worden, in dem der elastische Körper 118 durch den O-Ring aus Gummimaterial gebildet ist; in einem Fall, in dem die Lasteinstellung des elastischen Körpers 118 nicht innerhalb eines Kompressionsbereichs des O-Rings vorgenommen werden kann, muss der durch den O-Ring gebildete elastische Körper 118 ersetzt werden, nachdem der Achsenbereich 113a der Basisachse 113 des Puffermechanismus 112 von dem Achsabstützkörper 114 entfernt worden ist.
Dagegen ist bei dem Ausführungsbeispiel 3, wie es in 5 dargestellt ist, ein Fall veranschaulicht, in dem ein aus einem Gummimaterial gebildeter elastischer Körper 120 geteilt und achsensymmetrisch angeordnet vorgesehen ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 wird in einem Zustand, in dem keine Lasteinstellung des elastischen Körpers 120 innerhalb eines Kompressionsbereichs des aus Gummimaterial gebildeten elastischen Körpers 120 ausgeführt werden kann, der geteilte und achsensymmetrisch angeordnete elastische Körper 120 aus Gummimaterial verwendet, wobei dieser ohne Entfernen eines Achsenbereichs 113a einer Basisachse 113 eines Puffermechanismus 120 von einem Achsabstützkörper 114 angebracht oder entfernt werden kann.
Somit ist ein einfaches Austauschen des elastischen Körpers 120 aus Gummimaterial möglich, und die Montageeigenschaften lassen sich im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 noch weiter verbessern.
Ferner ist ein Element 121 zum Aufrechterhalten eines zusammengedrückten Zustands, welches einen zusammengedrückten Zustand des als elastischer Körper 120 dienenden Gummimaterials in einem vorbestimmten Zustand aufrechterhält, geteilt und achsensymmetrisch auf der Innenumfangsseite von dem aus Gummimaterial gebildeten elastischen Körper 120 angeordnet, der ebenfalls geteilt und achsensymmetrisch angeordnet ist.
Das Element 121 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands ist z.B. durch ein härteres Element als das Gummimaterial für den elastischen Körper 120 gebildet, so dass das Gummimaterial des elastischen Körpers 120 nicht über die Position des Elements 121 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands hinaus zusammengedrückt wird.
Vorliegend ist ein Fall veranschaulicht, in dem der elastische Körper 120 und das Element 121 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands in Form einer viereckigen Säulenform ausgebildet sind; der elastische Körper 120 und das Element 121 zum Aufrechterhalten des zusammengedrückten Zustands sind jedoch nicht auf diese Formgebung beschränkt, und es ist auch möglich, beispielsweise eine polygonale Säulenform und eine Zylinderform zu verwenden, wobei sich ähnliche Wirkungen erzielen lassen.
Ausführungsbeispiel 4
Das Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In der Zeichnung sind identische oder äquivalente Elemente und Bereiche mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 6 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Ausführungsbeispiel 4 ist ein Fall veranschaulicht, in dem ein Unterdrückungselement 122 auf der beweglichen Seite eines Vakuum-Schalters 101 angeordnet ist, so dass der Vakuum-Schalter 101 in Axialrichtung beweglich ist, wobei das Unterdrückungselement 122 derart angeordnet ist, dass eine Bewegung des Vakuum-Schalters 101 in Radialrichtung unterbunden ist. Dabei ist das Unterdrückungselement 122 mit einer Durchführungsöffnung 122b ausgebildet, durch die ein Nebenschlussleiter 109 und ein Anschlussleiter 108 auf der beweglichen Seite hindurchgeführt sind.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 sind ein Unterdrückungsbereich 122a des Unterdrückungselement 122 und ein Außenumfangsbereich auf der beweglichen Seite des Vakuum-Schalters 101 über einen geringfügigen Spalt hinweg einander flächig gegenüberliegend angeordnet, so dass der Vakuum-Schalter 101 eine geringfügige Bewegung in Axialrichtung ausführen kann und der Vakuum-Schalter 101 an einer Bewegung radial nach außen durch den Unterdrückungsbereich 122a des Unterdrückungselements 122 gehindert ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Konfiguration derart ausgebildet, dass der Vakuum-Schalter 101 durch den Unterdrückungsbereich 122a des Unterdrückungselements 122 an einer Bewegung radial nach außen gehindert ist sowie in der Lage ist, eine geringfügige Bewegung in der Axialrichtung auszuführen; auf diese Weise kann der Effekt einer Unterdrückung eines Kontaktprellens verbessert werden.
Ausführungsbeispiel 5
Das Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In der Zeichnung werden identische oder äquivalente Elemente und Bereiche anhand der gleichen Bezugszeichen beschrieben. 7 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Schaltvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung.
In dem Ausführungsbeispiel 5 ist ein Fall veranschaulicht, in dem ein leitfähiges Lager 123 aus einem guten Leiter, durch das eine bewegliche stromführende Achse 107 in Axialrichtung beweglich gelagert ist und gegen Bewegung in Radialrichtung befestigt ist, sowie einen Gleitkontakt 124 vorgesehen sind, der das leitfähige Lager 123 hält.
Das bedeutet, hier handelt es sich um einen Zustand, in dem der Nebenschlussleiter 109 und der Anschlussleiter 108 auf der beweglichen Seite durch das leitfähige Lager 123 bzw. den Gleitkontakt 124 ersetzt sind, wobei sich ähnliche Funktionen ergeben.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 ist die bewegliche stromführende Achse 107 durch das leitfähige Lager 123 in Axialrichtung beweglich gelagert; somit führt die bewegliche stromführende Achse 107 eine ähnliche Arbeitsweise wie bei den jeweiligen vorstehenden Ausführungsbeispielen aus.
Auch wenn die Konfiguration derart ausgebildet ist, dass die bewegliche stromführende Achse 107 des Vakuum-Schalters 101 durch das leitfähige Lager 123 und den Gleitkontakt 124 an einer Bewegung radial nach außen gehindert ist und zum Ausführen einer Bewegung in Axialrichtung in der Lage ist, lässt sich wiederum eine verbesserte Unterdrückung des Kontaktprellens erzielen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist zum Schaffen einer Schaltvorrichtung geeignet, bei der sich eine Größenreduzierung sowie eine Kostenreduzierung erzielen lassen.

Claims

Schaltvorrichtung, die Folgendes aufweist: - einen Vakuum-Schalter (101), in dem eine Elektrode (102) auf einer feststehenden Seite, die an einer feststehenden stromführenden Achse (103) festgelegt ist, und eine Elektrode (106) auf einer beweglichen Seite untergebracht sind, die an einer beweglichen stromführenden Achse (107) festgelegt ist, die koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse (103) angeordnet ist, wobei die Elektrode (106) auf der beweglichen Seite und die Elektrode (102) auf der feststehenden Seite einander flächig gegenüberliegen; - eine Basisachse (113) mit einem Achsenbereich (113a), der koaxial mit der feststehenden stromführenden Achse (103) angeordnet ist, mit einem Basisbereich (113b), der auf der feststehenden Seite des Vakuum-Schalters (101) auf der einen Seite des Achsenbereichs (113a) angebracht ist, und mit einem Gewindebereich (113c), der auf der anderen Seite des Achsenbereichs (113a) gebildet ist; - einen Achsabstützkörper (114), der durch das Einsetzen der Basisachse (113) in diesen angebracht ist; - ein Abstützelement (117), das den Achsabstützkörper (114) abstützt und die Basisachse (113) an einer Bewegung in Radialrichtung hindert; - einen elastischen Körper (115; 118; 120), der durch das Einsetzen des Achsenbereichs (113a) in diesen konzentrisch zwischen dem Achsabstützkörper (114) und dem Basisbereich (113b) der Basisachse (113) angebracht ist; und - ein Einstellelement (116), das auf den Gewindebereich (113c) der Basisachse (113) aufgeschraubt ist und eine Lasteinstellung des elastischen Körpers (115; 118; 120) vornimmt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der elastische Körper (115) durch eine konische Tellerfeder gebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der elastische Körper (118; 120) aus einem Gummimaterial gebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Gummimaterial des elastischen Körpers (118) als O-Ring ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Gummimaterial des elastischen Körpers (120) achsensymmetrisch geteilt und konzentrisch angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der elastische Körper (118; 120) aus einem Gummimaterial gebildet ist, und wobei weiterhin ein Element (119; 121) zum Aufrechterhalten eines zusammengedrückten Zustands vorhanden ist, das einen zusammengedrückten Zustand des Gummimaterials aufrechterhält.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schaltvorrichtung weiterhin ein Unterdrückungselement (122) aufweist, das auf der beweglichen Seite des Vakuum-Schalters (101) derart angeordnet ist, daß der Vakuum-Schalter (101) in Axialrichtung beweglich ist und eine Bewegung des Vakuum-Schalters (101) in Radialrichtung unterbunden ist.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schaltvorrichtung weiterhin Folgendes aufweist: ein leitfähiges Lager (123), das aus einem guten Leiter hergestellt ist und das die bewegliche stromführende Achse (107) in Axialrichtung beweglich abstützt sowie gegen Bewegung in Radialrichtung festgelegt ist; und einen Gleitkontakt (124), der das leitfähige Lager (123) hält.