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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung für eine Stromschaltanlage zur Bahnstromversorgung o.dgl., mit einem Leistungsschaltfeld und einem in diesem verschieblichen Schaltwagen.
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Elektrische Schaltvorrichtungen dieser Art kommen zur Stromversorgung von Gleichstrombahnen wie beispielsweise Straßenbahnen, U-Bahnen oder Oberleitungsbussen zum Einsatz. Sie dienen dazu, einzelne Streckenabschnitte der elektrischen Verkehrsmittel zu speisen, manchmal auch zum Speisen der Hauptsammelschiene in Schaltanlagen sowie als Längs- und Querkuppelfelder. Der Leistungsschalter ist dabei an einem verfahrbaren Schaltwagen angeordnet, der zu Wartungszwecken aus dem Leistungsschaltfeld gefahren werden kann.
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Hierzu ist es bei den bekannten Schaltvorrichtungen erforderlich, zunächst den Leistungsschalter aus seiner elektrischen Kontaktverbindung mit zugeordneten Kontaktaufnahmen am Schaltfeld zu bringen. Zu diesem Zweck ist der Leistungsschalter auf einem Leistungsschalterschlitten angeordnet, der auf dem Schaltwagen selbst verfahrbar angeordnet ist und mit dem der Leistungsschalter zurückgezogen werden kann, ohne zunächst den ganzen Schaltwagen zu bewegen. Da an dem Schaltwagen neben dem Leistungsschalter, der auch als Sicherungsautomat für die Stromversorgungsleitung bezeichnet werden kann, noch eine Reihe weiterer Komponenten vorhanden sind, die mit Strom- oder Datenkabeln am Leistungsschaltfeld gekoppelt werden müssen, ist bei den bekannten Vorrichtungen der Schaltwagen mit einem Schaltwagenkabel versehen, das mit einem vielpoligen Industriestecker an einem passenden Steckkontakt an dem Leistungsschaltfeld angeschlossen ist und das zum Herausfahren des Schaltwagens zunächst entriegelt und abgezogen und verstaut werden muss. Anschließend kann der Schaltwagen dann nach Lösen verschiedener Verriegelungselemente aus dem Leistungsschaltfeld herausgefahren werden.
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Die bekannten Vorrichtungen sind vergleichsweise schwierig zu bedienen, es kommt immer wieder dazu, dass beim händischen An- und Abschließen des Schaltwagenkabels Kontakte beschädigt werden und/oder die zur Fixierung des Schaltwagens in einer Position vorgesehenen Mittel wie Sterngriffschrauben, Sechskantschrauben, Rastbolzen usw. verlorengehen oder sich wegen unsachgemäßer Behandlung gar nicht mehr oder nur noch mit Schwierigkeiten betätigen lassen, was dazu führen kann, dass der Schaltwagen nach einer Wartung der elektrischen Schaltvorrichtung nicht mehr oder nur noch unter Schwierigkeiten in das Leistungsschaltfeld eingeschoben werden kann. Es kommt daher häufig zu Ausfällen des betroffenen Schaltfelds.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die besonders einfach und zuverlässig bedient werden kann und dabei die erforderliche Sicherheit beim Umgang mit den bei der Bahnstromversorgung üblichen Spannungen und Stromstärken gewährleistet und mit der Fehlbedienungen insbesondere im Bereich Stecker zuverlässig vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch am Leistungsschaltfeld angeordnete Kontaktaufnahmen und am Schaltwagen vorgesehene Einfahrkontakte sowie durch eine den Schaltwagen im Leistungsschaltfeld führende Zentrierführung gelöst, mittels der die am Schaltwagen vorgesehenen Einfahrkontakte zu den ihnen jeweils zugeordneten Kontaktaufnahmen beim Einschub des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld ausgerichtet werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zentrierführung im Zusammenspiel mit den am Schaltwagen vorgesehenen Einfahrkontakten und den diesen zugeordneten Kontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld wird es möglich, die bei den bekannten Schaltvorrichtungen über das nach dem Einfahren des Schaltwagens anzuschließende Schaltwagenkabel realisierten Kontakte automatisch beim Einschieben des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld herzustellen, indem nämlich die Einfahrkontakte, die insbesondere an der in Einschubrichtung vorderen Stirnseite des Schaltwagens vorgesehen sind, bei dem Einschieben des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld automatisch in die richtige Höhen- und Seitenlage relativ zu den zugeordneten Kontaktaufnahmen ausgerichtet werden und bei vollständigem Einschub des Schaltwagens dann automatisch korrekt mit diesen verbunden werden. Das aufwendige, händische Anschließen eines oder mehrerer Kabel an am Leistungsschaltfeld vorgesehenen Steckern kann vollständig entfallen.
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Die Zentrierführung kann nach Art einer Schubladenführung ausgebildet sein, mit seitlich am Schaltwagen oder an Seitenwandungen des Leistungsschaltfelds angeordneten Führungsschienen und mit mit diesen zusammenwirkenden, am jeweils anderen Schaltvorrichtungselement (also am Leistungsschaltfeld oder dem Schaltwagen) zugeordneten Gegenführungselementen, beispielsweise Führungsnocken oder -rollen.
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Der Schaltwagen kann in an sich bekannter Weise einen separat betätigbaren Leistungschalterschlitten aufweisen, der in einer vollständig in das Leistungsschaltfeld eingefahrenen Position des Schaltwagens von der Außenseite der Schaltvorrichtung in eine Trennstellung zurückziehbar oder in eine Kontaktstellung vorschiebbar ist. Bei dieser Ausführungsform der Schaltvorrichtung werden also die Leistungskontakte des Leitungsschalters nicht unmittelbar beim Einfahren des Kontaktwagens in das Leistungsschaltfeld geschlossen, sondern es werden zunächst andere, fest am Schaltwagen vorgesehene Einfahrkontakte, beispielsweise Kontaktfahnen für die Streckenprüfung und deren Erdung, Kontakte für eine Busanbindung eines Schutz- oder Steuergerätes u.dgl., mit den zugehörigen Kontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld gekuppelt, wenn der Schaltwagen in das Schaltfeld eingeschoben wird. Erst nachdem diese "Teststellung" des Schaltwagens erreicht ist, wird der Leistungsschalterschlitten mit dem daran angeordneten Leistungsschalter ebenfalls vorgeschoben, so dass die Leistungsschaltkontaktfahnen des Leistungsschalters erst dann in die zugeordneten Leistungskontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld einfassen, wenn der Schaltwagen seine gewünschte, endgültige Position im Leistungsschaltfeld erreicht hat und dieser arretiert wurde.
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Für die Arretierung des Schaltwagens ist dieser bevorzugt mit einem von einem gemeinsamen Betätigungsorgan betätigbaren Riegelmechanismus versehen, mit dem er in seiner in das Leistungsschaltfeld vollständig eingefahrenen Position arretierbar ist. Das gemeinsame Betätigungsorgan kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung von einem am Schaltwagen rückseitig angeordneten, auf und ab bewegbaren Entriegelungsbügel gebildet werden, der mit dem Riegelmechanismus gekoppelt ist und diesen bei seiner Auf- oder Abbewegung betätigt, also ver- bzw. entriegelt. Der Schaltwagen kann dann ganz ähnlich wie ein zum Transport von Koffern oder anderen Gepäckstücken auf Bahnhöfen oder Flughäfen bekannter Gepäcktrolley gehandhabt werden, wobei trotz seiner Größe und seines Gewichts eine Handhabung lediglich mit einer Hand möglich ist, denn der Entriegelungsbügel entriegelt durch eine einfache Auf- oder Abbewegung den gesamten Riegelmechanismus auf einmal, ein aufwendiges Lösen von Verriegelungsschrauben o.dgl. entfällt. Der Riegelmechanismus kann beispielsweise im Wesentlichen gebildet werden von einem oder mehreren, am Schaltwagen angeordneten Riegelhaken, die im verriegelten Zustand in zugeordnete, am Leistungsschaltfeld vorgesehene Hakenaufnahmen einfassen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einfahrkontakte am Schaltwagen und/oder die zugeordneten Kontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld quer zur Einschubrichtung des Schaltwagens schwimmend gelagert sind, so dass die Kontaktherstellung auch dann zuverlässig erfolgt, wenn der Schaltwagen mit einem gewissen seitlichen und/oder vertikalen Spiel in das Leistungsschaltfeld eingefahren wird.
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Die Kontaktaufnahmen können mit selbsttätig schließenden und öffnenden Isolatorabdeckungen versehen sein, die beim Einschub des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld von den jeweils zugeordneten Einfahrkontakten entgegen der Wirkung von Federelementen betätigt werden. Diese selbsttätig wirkenden Isolatorabdeckungen verhindern einen Zugang zu den Kontaktaufnahmen, wenn der Schaltwagen aus dem Leistungsschaltfeld herausgefahren ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels dargestellt und näher erläutert wird. Es zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit in ein Leistungsschaltfeld eingefahrenem Schaltwagen in einer Seitenansicht;
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2 den Gegenstand der 1 in einer Ansicht in Richtung des Pfeils II;
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3 eine Einzelheit im Bereich eines am Schaltwagen vorgesehenen Einfahrkontakts in einer Stellung des Schaltwagens kurz vor Kontaktverbindung mit der zugehörigen Kontaktaufnahme am Leistungsschaltfeld;
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4 den Schaltwagen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer Seitenansicht in der vorgefahrenen Betriebsstellung des Leistungsschalterschlittens in einer Seitenansicht;
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5 den Gegenstand der 4 bei der zurückgezogenen Testposition des Leistungsschalterschlittens; und
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6A u. 6B Details des Verriegelungsmechanismus für den Schaltwagen in verriegelter und entriegelter Stellung in Stirnansicht auf die Rückseite des Schaltwagens.
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In der Zeichnung ist mit 10 in ihrer Gesamtheit eine elektrische Schaltvorrichtung bezeichnet, wie sie in einer Stromschaltanlage zur Bahnstromversorgung, beispielsweise von Straßenbahnen zum Einsatz kommt.
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Die Schaltvorrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einem schrank- oder käfigartigen Leistungsschaltfeld 11 und einem in diesem verschieblich angeordneten Schaltwagen 12, der in einer Betriebsstellung der Schaltvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, vollständig in das Leistungsschaltfeld 11 eingefahren ist. In dieser Betriebsstellung fassen diverse am Schaltwagen 12 an dessen Vorderseite 13 angeordnete Einfahrkontakte 14 in diesen Einfahrkontakten zugeordnete Kontaktaufnahmen 15 ein, die an einer im Inneren des Leistungsschaltfelds vorgesehenen Steckerwand 16 angeordnet sind.
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Damit die Einfahrkontakte 14 beim Einschieben des Schaltwagens 12 in das Leistungsschaltfeld 11 ohne weiteres äußeres Zutun in die zugeordneten Kontaktaufnahmen einfassen, ist erfindungsgemäß eine den Schaltwagen 12 im Leistungsschaltfeld 11 führende Zentrierführung 17 vorgesehen, mittels der die am Schaltwagen 12 vorgesehenen Einfahrkontakte 14 zu den ihnen jeweils zugeordneten Kontaktaufnahmen 15 beim Einschub des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld ausgerichtet werden. Die Zentrierführung 17 ist dabei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Art einer Schubladenführung 18 ausgebildet und hat an den in Einschubrichtung 19 rechten und linken Außenseiten 20R, 20L angeordnete Führungsschienen 21, die beim Einfahren des Schaltwagens in das Leitungsschaltfeld in zugeordnete Gegenführungselemente 22 an den Seitenwandungen 23 des Leistungsschaltfelds 11 einfassen. Hierdurch wird der Schaltwagen 12 in seiner Höhen- und Seitenlage exakt so ausgerichtet, dass sich die an der Vorderseite 13 des Schaltwagens angeordneten Einfahrkontakte jeweils genau in derselben Höhen- und Seitenlage wie die ihnen zugeordneten Kontaktaufnahmen 15 befinden und somit beim vollständigen Einfahren des Schaltwagens 12 in das Leistungsschaltfeld 11 in diese eingeschoben werden und den gewünschten Kontakt hierdurch herstellen.
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Der Schaltwagen 12 ist mit einem separat betätigbaren Leistungsschalterschlitten 24 versehen, der auf dem Schaltwagen 12 längs einer Schlittenführung 25 von der Außenseite der Schaltvorrichtung 10 parallel zu der Einschubrichtung 19 vor- und zurückbewegbar ist. Beim Einschieben des Schaltwagens 12 in das Leistungsschaltfeld befindet sich der Leistungsschalterschlitten zunächst in der zurückgezogenen Stellung (5), so dass zwei am Leistungsschalterschlitten 24 vorgesehene Leistungsschaltkontaktfahnen 26 zwar in Höhen- und Seitenausrichtung auf zugeordnete, am Leistungsschaltfeld vorgesehene Leistungskontaktaufnahmen 27 ausgerichtet werden, in diese aber auch bei vollständig in das Schaltfeld eingefahrenem Schaltwagen zunächst noch nicht einfassen, so dass über die Leistungskontakte 26, 27 noch kein Strom fließen kann. Hierzu ist bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel nämlich zunächst erforderlich, dass der Schaltwagen 12 seine vorderste, vollständig eingefahrene Position erreicht hat, in der die Einfahrkontakte 14 an der Vorderseite 13 des Schaltwagens 12 in die zugeordneten Kontaktaufnahmen 15 einfassen und hierdurch die zusätzlich zu dem Leistungsschalter am Schaltwagen angeordneten Steuer- bzw. Regelgeräte an die für sie erforderliche Stromversorgung und/oder Datenleitungen (Busanbindung über ETHERNET/PROFIBUS oder andere Protokolle) angebunden sind. In dieser vollständig eingefahrenen Position ist der Schaltwagen 12 dann über einen Riegelmechanismus 28 in dem Leistungsschaltfeld 11 arretierbar. Dieser Riegelmechanismus 28 weist zwei am Schaltwagen 12 angeordnete Riegelhaken 29 auf, die im verriegelten Zustand (2, 6A) in ihnen zugeordnete, am Leistungsschaltfeld 11 vorgesehene Hakenaufnahmen 30 einfassen und hierdurch eine unbeabsichtigte Bewegung des Schaltwagens entgegen der Einschubrichtung 19 unterbinden. Die Riegelhaken 29 sind von einem gemeinsamen Betätigungsorgan 31 betätigbar, das von einem am Schaltwagen 12 rückseitig angeordneten, auf und ab bewegbaren Entriegelungsbügel 32 und einem zwischen diesem und den Riegelhaken 29 vorgesehenen Koppelgestänge 33 gebildet wird. Bei der Auf- und Abbewegung des Entriegelungsbügels werden die Riegelhaken 29 über das Koppelgestänge zwischen ihrer Verriegelungsstellung (6A) und ihrer Entriegelungsstellung, in der sie aus den Hakenaufnahmen 30 ausfassen, verschwenkt. Der Riegelmechanismus ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Spindelantrieb 34 für den Leistungsschalterschlitten 24 in der Art und Weise gekoppelt, dass der Spindelantrieb 34 nur dann von der Außenseite der Schaltvorrichtung – beispielsweise durch eine nicht dargestellte Betätigungskurbel – betätigt werden kann, wenn sich die Riegelhaken in ihrer Riegelstellung (6A) befinden. Mit Hilfe des Spindelantriebs 34 kann der Leistungsschalterschlitten 24 entlang seiner Schlittenführung 25 also von der Außenseite der Schaltvorrichtung vorgefahren werden, so dass die Leistungsschaltkontaktfahnen in die zugeordneten Leistungskontaktaufnahmen einfassen und hierdurch der Stromkreis für die Bahnstromversorgung geschlossen wird. Die den Leistungsschalterschlitten vorfahrende Bedienperson befindet sich dabei immer geschützt außerhalb der Schaltvorrichtung. Sobald der Leistungsschalterschlitten 24 mittels des Spindelantriebs aus seiner am weitesten zurückgezogenen Stellung (5) ein Stück weit nach vorne in Richtung auf die Leistungskontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld vorgefahren ist, ist der Riegelmechanismus 28 gesperrt, kann also nicht unbeabsichtigt entriegelt werden, so dass es unmöglich ist, den Schaltwagen 12 aus dem Leistungsschaltfeld herauszuziehen, wenn der Leistungsschalterschlitten sich in seiner vorgefahrenen Position befindet und dabei die Kontaktfahnen 26 in die zugeordneten Kontaktaufnahmen 27 einfassen und hierdurch den Stromkreis schließen. Zum Herausziehen des Schaltwagens aus dem Leistungsschaltfeld ist es grundsätzlich zunächst erforderlich, den Leistungsschalterschlitten mit dem ihn betätigenden Antrieb zurückzuziehen und hierdurch die Stromversorgung zu trennen. Ebenso sind (nicht näher dargestellte) Vorkehrungen getroffen, die dafür sorgen, dass der Schaltwagen nicht in das Schaltfeld eingeschoben werden kann, wenn der Schaltwagenschlitten sich in seiner vorderen Betriebsstellung oder einer Zwischenstellung befindet, was z.B. dann der fall sein kann, wenn der Schaltwagen zu Revisionszwecken aus dem Schaltfeld heraus gefahren wurde.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen und Ergänzungen denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Zur Verbesserung der Kontaktherstellung zwischen den Einfahrkontakten und den zugeordneten Kontaktaufnahmen ist es möglich, die Einfahrkontakte am Schaltwagen und/oder die zugeordneten Kontaktaufnahmen am Leistungsschaltfeld quer zur Einschubrichtung 19 des Schaltwagens 12 schwimmend zu lagern, so dass die Kontaktherstellung auch dann gewährleistet ist, wenn die Zentrierführung ein gewisses seitliches und/oder vertikales Spiel zulässt. Die Kontaktaufnahmen 15 können mit selbsttätig schließenden und öffnenden Isolatorabdeckungen (nicht dargestellt) versehen sein, die beim Einschub des Schaltwagens in das Leistungsschaltfeld von den jeweils zugeordneten Einfahrkontakten 14 entgegen der Wirkung von Federelementen o.dgl. betätigt werden und hierdurch die zunächst geschlossenen Kontaktaufnahmen freigeben.
