DE2945527C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trennschalter mit einer mehrere in Abstand zueinander angeordnete und sich gegenüberstehende Kontaktfinger aufweisenden Schalterklemmbacke, mit einem ver­ längerten Schaltermesser mit einem im wesentlichen abgeflach­ ten Endbereich, welches Schaltermesser um seine eigene ver­ längerte erste Achse zwischen einer ersten Stellung, in der der Endbereich noch nicht in Kontakt mit den Kontaktfingern steht, und einer zweiten Stellung, in der der Endbereich im Hochdruckkontakt mit den Kontaktfingern steht, drehbar ist, ferner mit einer Rotorkurbel, die drehbar um eine senkrecht zur ersten Achse verlaufende zweite Achse angeordnet ist, wo­ bei die Rotorkurbel zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung, die der ersten bzw. der zweiten Stellung des Schal­ termessers entsprechen, drehbar ist, weiter mit einem mit dem Schaltmesser gekuppelten und damit um die erste Achse drehbaren Drehzapfen, sowie mit einem Gestänge, welches mit der Rotorkur­ bel und dem Drehzapfen derart verbunden ist, daß das Schalter­ messer zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung ent­ sprechend der Drehung der Rotorkurbel zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung rotiert bzw. sich dreht.

Bei bekannten Trennschaltern besitzt das Antriebsgestänge eine Kurbel, die ein drehbar angebrachtes Schaltmesser oder Schalter­ messer aus einer horizontalen in eine vertikale Stellung bewegt. Das Schaltermesser ist ebenfalls so angeordnet, daß es um seine eigene Achse drehbar ist, so daß das Schaltermesser zwischen den sich gegenüberstehenden Fingern eines Klemmkontaktes drehen kann, wenn es in die horizontale Lage und in die Klemm­ backe hineinbewegt wird. (Es sei angenommen, daß der Schalter in geschlossener Stellung horizontal liegt). Dabei kann jede gewünschte Lage für den Schalter ausgewählt werden, der in der Stellung "horizontal" geschlossen ist. Das Schaltermesser dreht sich in dem Klemmenkontakt, nachdem der Klemmenkontakt erreicht ist, und das Ende des Schaltermessers gelangt in Hochdruck-Ein­ griff mit den Kontaktfingern auf dem Klemmenkontakt oder Klemm­ backenkontakt. Während dieser letzten Drehung jedoch verändert sich die Länge des Antriebsgestänges (gemessen entlang der Achse des Trennschaltermessers, wenn dieses geschlossen ist), welches Gestänge gelenkig mit einer Rotorkurbel und dem Drehzapfen verbunden ist, der das Schaltermesser trägt, als direkte Funktion der Länge der Rotorkurbel in Längsrichtung, wenn das Schaltermesser zwischen den Kontaktmessern bzw. Kon­ taktfingern der Schalterklemmbacke verdreht wird. Hieraus folgt, daß die Gesamtlänge der bekannten Trennschalter, gemessen in Längsrichtung, als Funktion der Stellung der Rotorkurbel sich verändert.

Diese Veränderung der Gesamtlänge des Betätigungsmechanismus in Längsrichtung ist unerwünscht. Dies hat zur Folge, daß bei bekannten Trennschaltern eine Reihe von Kompensationselementen vorgesehen sind, die sicherstellen, daß die gesamte Länge des Schalters in Längsrichtung im wesentlichen konstant bleibt, wenn das Schaltermesser zwischen den Kontaktfingern der Schal­ terklemmbacke verdreht wird.

Eine bekannte Lösung dieses Problemes besteht darin, an dem distalen Ende der Rotorkurbel einen Schlitz vorzusehen und das Gestänge mit der Rotorkurbel drehbar mittels eines Zapfens zu verbinden, der durch den Schlitz hindurchgreift. Auf diese Weise konnte der Zapfen innerhalb des Schlitzes sei­ ne Lage verändern, wenn die Rotorkurbel um ihre Achse verdreht wurde, was zur Folge hatte, daß die effektive Länge der Rotor­ kurbel in Längsrichtung im wesentlichen konstant blieb. Obwohl diese Lösung hilfreich war, war sie dennoch teuer und hielt das Schaltermesser nicht unter positiver Kontrolle während seines Bewegungsweges.

Es ist auch bekannt, einige andere Kompensiereinrichtungen zu verwenden, um Veränderungen der Länge der Rotorkurbel und des Gestänges, in Längsrichtung gemessen, zu vermeiden. Bei einer solchen Kompensationseinrichtung wurde eine Vielzahl von nocken-betätigten Mechanismen benutzt. Obzwar jede dieser Kom­ pensiereinrichtungen durchaus wirksam war, erforderten sie alle zusätzlichen Aufwand und Teile, was zur Erhöhung der Kos­ ten für den Trennschalter und zur Verringerung der Zuverläs­ sigkeit geführt hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennschalter zu schaffen, bei dem die Probleme betreffend Veränderung der Länge der Kur­ bel in Längsrichtung des Schalters vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erstes Zapfengelenk das Gestänge mit dem Dreharm schwenkbar verbindet, wobei das erste Zapfengelenk mit dem Dreharm der­ art gekuppelt ist, daß dann, wenn das Schaltermesser um die erste Achse zwischen der ersten und der zweiten Stellung ver­ dreht wird, die Drehachse des ersten Zapfengelenkes zu jeder Zeit einen ersten Bogen beschreibt bzw. auf diesem entlang läuft, der in einer ersten Ebene liegt, die parallel der zwei­ ten Achse und senkrecht zur ersten Achse verläuft, wobei die Entfernung zwischen dem Punkt, bei dem die Drehachse des ersten Zapfgelenkes den ersten Bogen schneidet, der ersten Achse, gemessen in der Richtung der zweiten Achse, sich verändert, wenn das Schaltermesser und die erste Achse verdreht wird, daß ein zweites Gelenk vorgesehen ist, welches in Abstand zu dem ersten Zapfengelenk angeordnet ist und das Gestänge mit der Rotorkurbel verbindet, wobei das zweite Zapfengelenk mit der Rotorkurbel derart verbunden ist, daß dann, wenn die Ro­ torwelle um die zweite Achse zwischen ihrer ersten und zwei­ ten Stellung in Drehung versetzt wird, die Drehachse des zwei­ ten Zapfengelenkes zu jedem Zeitpunkt auf einem zweiten Bogen liegt, bzw. einen zweiten Bogen beschreibt, der in einer zwei­ ten Ebene liegt, die parallel zu der ersten Achse und senk­ recht zur zweiten Achse verläuft, wobei die Entfernung zwi­ schen dem Punkt, bei dem die Drehachse des zweiten Zapfenge­ lenkes den zweiten Bogen durchschneidet, und der zweiten Ach­ se, gemessen in der Richtung der ersten Achse, sich verändert, wenn die Rotorkurbel um die zweite Achse verdreht wird, und daß die Anordnung der Rotorkurbel, der Zapfengelenke und des Schaltermessers zueinander so ist, daß dann, wenn die Rotor­ kurbel zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verdreht wird, die Entfernung zwischen dem Punkt, bei dem die Dreh­ achse des ersten Zapfengelenkes den ersten Bogen durchschnei­ det, und der zweiten Ebene, gemessen in der Richtung der zwei­ ten Achse, als eine direkte Funktion der Entfernung zwischen dem Punkt, an dem die Drehachse des zweiten Zapfengelenkes den zweiten Bogen durchschneidet, und der zweiten Achse, gemes­ sen in der Richtung der ersten Achse, sich verändert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind aus den Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit der Erfindung wird ein verbesserter Trennschalter geschaf­ fen, bei dem die gesamte Länge des Antriebsgestänges im wesent­ lichen konstant bleibt, wenn das Schaltmesser des Trennschalters zwischen den einzelnen Kontaktfingern der Schalterklemmbacke verdreht wird.

Dies wird, wie erwähnt, im wesentlichen durch eine neue räumliche Zuordnung der Rotorkurbel, des Gestänges, des Dreharmes und des Schaltermessers zueinander bewirkt. Insbesondere durch Sicherstellen, daß der Bewegungsweg des Zapfengelen­ kes, welches das Antriebsgestänge mit dem Schaltermesser- Drehzapfen verbindet, immer oberhalb der Bewegungsebene des Zapfengelenkes gehalten wird, welches die Rotorkurbel mit dem Gestänge verbindet, wird bei der vorliegenden Erfindung bewirkt, daß die Abmessung des Gestänges in Längsrichtung umgekehrt zu der Abmessung bzw. zu dem Abstand des Endes der Rotorkurbel zu ihrer Drehachse in Längsrichtung sich verän­ dert und daß die gesamte Länge des Trennschalters im wesent­ lichen konstant bleibt.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden. Es ist klar, daß damit eine Einschränkung des Schutzumfanges nicht beabsichtigt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Trenn­ schalters, in Einschaltstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Trennschalters nach Fig. 1 in Ausschaltstellung,

Fig. 3 eine schematische, den Bewegungsweg des in der Schal­ terklemmbacke des Trennschalters nach Fig. 1 sich drehenden Messerendes zeigende Darstellung, in ver­ größertem Maßstab,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise des Trennschalters nach Fig. 1 zeigt,

Fig. 5 eine Grundrißansicht auf einen erfindungsgemäßen Trennschalter,

Fig. 5a eine Teilschnittansicht des Trennschalters nach Fig. 5 entlang der Linie 5a-5a,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Trennschalters nach Fig. 5 und

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht, in der die Stellungen des Messers nach Fig. 5 dargestellt sind, wenn dieses in der Schalterklemmbacke sich verdreht.

Es sei nun Bezug genommen auf die Zeichnung, in der gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.

Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Trennschalter, der insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Der Grundaufbau und die Wirkungsweise des Trennschalters sind bekannt und es wird darauf nicht nä­ her eingegangen. Eine detaillierte Ausführung eines solchen Aufbaus und einer solchen Wirkungsweise ist z. B. aus der US-PS 26 73 902 zu entnehmen.

Ein Trennschalter enthält sechs Grundelemente: Eine Schalter­ klemmbacke 12, ein Schaltmesser 14 (auch Schaltermesser 14) genannt, einen Drehzapfen 16, ein Gestänge 18, eine Rotor­ kurbel 20 und einen Gabelkopf 22. Jedes dieser Elemente des Trennschalters 10 wird von einem Grundrahmen 24 mittels mehre­ rer isolierender Träger oder Isolatorkörper 26 bis 30 getra­ gen. Jeder Isolatorträger 26 bis 30 besitzt ein Isolationsab­ standsstück 32, eine tragende Stütze 34 und einen Isolator 36.

Die Schalterklemmbacke 12 besitzt einen Anschlußvorsprung 38 und ein Paar Kontaktfinger 40, welche abnehmbar an dem Anschlußvorsprung 38 befestigt sind. Wie in der Fig. 3 ge­ zeigt ist, können die Kontaktfinger 40 an den Anschlußvor­ sprung 38 mit einem Paar Bolzen 42 befestigt sein. Die ganze Schalterklemmbacke 12 ist auf dem Isolatorträger 26 montiert.

Der Drehzapfen 16, das Gestänge 18, die Rotorkurbel 20 und der Gabelkopf 22 sind auf den Isolatorträgern 28, 30 mittels eines Bügels 44 aus Grußeisen angebracht. Ein Ende des Bügels 44 ist mittels mehrerer Schrauben 46 auf dem Isolatorträger direkt befestigt, wogegen das andere Ende des Bügels 44 mit­ tels einer vertikal verlaufenden Welle 48 auf dem Isolatorträger 30 befestigt ist. Die vertikal verlaufende Welle 48 ist mit dem Isolatorträger 30 mittels mehrerer Schrauben 50 verbunden und dient als eine Trägerbasis für den Bügel 44 und für die Rotorkurbel 20. Insbesondere enthält die vertikal verlaufende Welle 48 ein drehbares Lager (nicht dargestellt), welches die Rotorkurbel 20 zur Drehung um die vertikale Achse der Welle 48 trägt.

Das Schaltmesser 14 und der Drehzapfen 16 sind mit dem Bügel 44 so verbunden, daß sie um eine erste und um eine zweite senkrecht dazu verlaufende Achse rotieren können. Ein Ende eines Gelenkstückes 52 ist drehbar mit dem Bügel 44 über ein Gelenklager 54 verbunden, welches dem Gelenkstück 52, dem Drehzapfen und dem Schaltermesser sich um die horizontale Achse zu drehen ermöglicht. Daher kann sich das Schaltermesser oder Schaltmesser zwischen einer horizontalen und vertikalen Stel­ lung (vgl. Fig. 2) drehen bzw. verschwenken. Das andere Ende des Gelenkstückes 52 ist mit dem Schaltermesser 14 drehbar um den Drehzapfen 16 mittels eines Drehlagers 56 verbunden. Die­ ses Drehlager 56 ermöglicht es dem Schaltmesser 14 und dem Drehzapfen 16, um die Hauptachse des Schaltmessers (wie in der Fig. 3 durch die Buchstaben B, C und D dargestellt wird) zu rotieren.

Der Drehzapfen 16 und die Rotorkurbel 20 sind mittels eines Ge­ stänges 18 und dem Gabelkopf 22 mechanisch verbunden. Der Gabel­ kopf 22 dient als Verlängerung des Gestänges 18 und ist dreh­ bar mit der Rotorkurbel 20 durch ein Zapfengelenk 58 verbunden. Das Gestänge 18 ist drehbar mit dem Drehzapfen 16 mittels eines Zapfengelenkes 60 verbunden.

Mit dem Bügel 44 und mit dem Gelenkstück 52 ist ein Ausgleichs­ mechanismus 62 drehbar verbunden, der dazu dient, die Bewegungs­ energie des Schaltmessers 14 auszugleichen. Die genaue Dar­ stellung des Ausgleichsmechanismus ist für die Erfindung nicht wesentlich und wird daher weggelassen. Ein geeigneter Ausgleichs­ mechanismus ist beispielsweise in der US-PS 26 73 902 beschrie­ ben.

Das Zapfengelenk 58 bzw. die Zapfenverbindung 58 ist um die vertikale Achse der Welle 48 drehbar und beschreibt immer ei­ nen Bogen, der in der horizontalen Ebene liegt und durch den Bewegungsweg der Rotorkurbel 20 bestimmt wird. Das Zapfen­ gelenk 60 ist um die horizontale Achse des Schaltmessers 14 (auch kurz Messer genannt) drehbar und es befindet sich dau­ ernd unter der horizontalen Bewegungsebene der Rotorkurbel. Aus Gründen, die weiter unten offenkundig werden, hat die re­ lative Lage der beiden Zapfengelenke 58 und 60 einen bedeut­ samen Einfluß auf die Wirkungsweise des Trennschalters 10.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, ist der Trennschalter 10 zwischen einer vertikalen, vollständig geöffneten Stellung (mit durchgezogenen Strichen dargestellt) und einer horizon­ talen, vollständig geschlossenen Stellung (mit gestrichelten Linien dargestellt) bewegbar. Die Bewegung des Trennschalters 10 zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig ge­ schlossenen Stellung wird durch die Drehung der Rotorkurbel 20 um die vertikale Achse der Welle 48 bewirkt. Wenn die Rotor­ kurbel 20 vollständig nach rechts (im Uhrzeigersinn) gedreht ist, wie in der Fig. 2 dargestellt, dann sorgt das Gestänge 18 dafür, daß sich das Gelenkstück 52 um das Gelenklager 54 in die vollständig geöffnete Stellung verdreht. Gleichzeitig sorgt das Gestänge 18 dafür, daß sich das Schaltermesser 14 um seine Mittelachse (Hauptachse), wie sie durch das Drehlager 56 bestimmt ist, in die dargestellte Lage verdreht. Wenn die Rotorkurbel 20 in die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn ver­ dreht wird, beginnt das Schaltermesser 14 sich in seine hori­ zontale Stellung zu bewegen. Wenn die Rotorkurbel die Stellung gem. Fig. 2 erreicht, also die Stellung, in der sie im Uhr­ zeigersinn verdreht ist (vgl. Fig. 1), dann wird sich das Schaltermesser in der horizontalen Stellung befinden und seine winkelige Ausrichtung wird so sein, wie sie in der Fig. 1 dar­ gestellt ist.

In der Fig. 3 ist die relative Lage der Kontaktfinger 40 und des Schaltermessers 14 dargestellt, wenn das Schaltermesser 14 aus einer Stellung direkt über der horizontalen Ebene in eine Stellung, wo das Schaltermesser in Hochdruckkontakt mit den Kontaktfingern 40 steht, abgesenkt ist. Die Stellung A zeigt sowohl die Lage als auch die winkelige Ausrichtung des Schal­ termessers 14, kurz bevor es seine horizontale Lage erreicht. Die Stellung B zeigt die Ausrichtung des Schaltermessers 14 gleich nachdem es die vertikale Stellung erreicht hat, jedoch bevor das Schaltermesser sich merkbar um die eigene Achse zu drehen beginnt; die Position C zeigt die Ausrichtung des Schal­ termessers 14, nachdem es nach seiner axialen Drehung begon­ nen hat und gerade bevor es die Kontaktflächen 64 der Kontakt­ finger 40 berührt. Und die Stellung D zeigt die Ausrichtung des Schaltermessers, nachdem es seine axiale Drehung vollen­ det hat. Die Erfindung behandelt hauptsächlich die Arbeitswei­ se des Trennschalters, nachdem das Schaltermesser 14 in seine horizontale Lage abgesenkt worden ist. Dementsprechend behan­ deln die übrigen Teile der folgenden Beschreibung die Arbeits- oder Betriebsweise sowohl des bekannten Trennschalters als auch des erfindungsgemäßen Trennschalters während der Zeit, in der sich das Schaltermesser 14 zwischen der Stellung C in der es gerade außer Kontakt mit den Kontaktfingern steht, und der Stellung D, in der es in Hochdruckkontakt mit den Kontaktfingern 40 steht, dreht.

Die Wirkungsweise des bekannten Trennschalters in dem Zeit­ raum, in dem sich das Schaltermesser zwischen der Stellung C und der Stellung B dreht, ist in der Fig. 4 schematisch dargestellt.

Wenn sich das Schaltermesser in der Stellung C befindet, also gerade noch außer Berührung mit den Kontaktflächen 64 der Kontaktfinger 40, dann befinden sich die Rotorkurbel 20 in der Stellung OE, das Schaltermesser 18 in der Stellung EH und der Drehzapfen 16 in der Stellung HT. Wenn das Schaltermesser 14 sich in der Stellung D befindet, d. h. in Hochdruckkontakt mit den Kontaktfingern 40, dann befinden sich die Rotorkurbel 10 in der Stellung OF, das Schaltermesser 18 in der Stellung FI und der Drehzapfen 16 in der Stellung IT. Befindet sich die Rotorkurbel in ihrer Zwischenstellung OG (d. h. wenn das Schaltermesser die Hälfte der Entfernung von der Stellung C in die Stellung D zurückgelegt hat), dann befinden sich das Schaltermesser 18 in der Stellung GJ und der Drehzapfen in der Stellung JT.

Es sei beispielsweise angenommen (ohne Beschränkung des Schutz­ umfanges), daß die festgelegte Entfernung zwischen der Dreh­ achse X-X der Rotorkurbel und der Drehachse des Zapfengelenkes 58 8 ³/₄ inch (ca. 222,3 mm) und die festgelegte Entfernung zwi­ schen der Drehachse des Zapfengelenkes 58 und der Drehachse des Zapfengelenkes 16, 17 inch (ca. 432 mm) betragen. Wenn sich die Rotorkurbel 20 in der Stellung OE befindet, dann beträgt der Abstand des Endes der Rotorkurbel von der Drehachse, ge­ messen in Richtung der Längsachse Y-Y des Trennschalters 10 (welche Achse im allgemeinen mit der Drehachse des Schalter­ messers 14 zusammenfällt, wenn das Schaltermesser 14 horizontal liegt) ca. 8 ¹/₂ inch (ca. 216 mm).

Dementsprechend beträgt die gesamte Länge der Rotorkurbel 20 und des Gestänges 18 ca. 25 ¹/₂ inch (ca. 648 mm). Wenn der Rotor­ kurbelarm in die Stellung OG verdreht ist, dann liegt der paral­ lel zu der Längsachse des Trennschalters 10 und der Abstand des Endes der Rotorkurbel, gemessen von der Drehachse dersel­ ben in Längsrichtung, hat einen Wert PG (annähernd ¹/₄ inch, ca. 6,4 mm) in Richtung des Drehzapfens 16 erreicht.

Wenn die Abmessung des Gestänges 18 in Längsrichtung gemes­ sen annähernd 17 inch (ca. 432 mm) beträgt, dann beträgt die Gesamtabmessung der Rotorkurbel 20 und des Gestänges 18 in Längsrichtung nunmehr 25 ³/₄ inch (ca. 654 mm). Wenn keine Kompensationseinrichtung verwendet wird, dann wird diese zusätzliche Länge den Zapfen 16 aus seiner Stellung J in die Stellung K drücken, was dazu führt, daß das Ende des Schaltmessers 14 weiter nach unten gedrückt würde, es sei denn, daß das Schaltmesserende von der Schalterklemmbacke 12 festgehalten wird. Da diese erhöhte, nach abwärts wirken­ de Kraft im allgemeinen unerwünscht ist, hat man bei bekann­ ten Trennschaltern eine Kompensierung des Anwachsens der Längsabmessung der Rotorkurbel vorgenommen, wenn die Rotor­ kurbel aus der Stellung OE in die Stellung OG verdreht wird. Beispielsweise hat man ziemlich komplizierte Nockenschlitze in den Bügel 44 eingebracht, um die Änderung der Gestängelän­ ge in Längsrichtung aufzunehmen, ohne das Schaltermesser tie­ fer in die Klemmbacke 12 hineinzudrücken. Wenn auch diese be­ kannten Lösungen nicht unzweckmäßig waren, so war doch ein zusätzlicher Konstruktionsaufwand erforderlich, der sowohl die Kosten des Trennschalters erhöhte, als auch die Zuver­ lässigkeit verringerte.

Wie aus dem folgenden hervorgeht, wird mit der erfindungsge­ mäßen Anordnung die Längsabmessung der Rotorkurbel 20 kompen­ siert, ohne daß eine zusätzliche Kompensationsvorrichtung er­ forderlich wird. Vielmehr wird die gewünschte Kompensation nur durch Einstellung der relativen Stellungen der Rotorkurbel 20, des Gestänges 18, des Drehzapfens 16, des Schaltermessers 14 und der Zapfengelenke 58 und 60 erzeugt. Bevor der Aufbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung be­ trachtet werden sollen, soll zweckmäßigerweise die Wirkungs­ weise des bekannten Trennschalters 10 ein wenig genauer unter­ sucht werden.

Bei der oben vorgenommenen Analyse der Fig. 4 ist angenom­ men worden, daß die Abmessung des Gestänges 18 in Längs­ richtung im wesentlichen konstant bleibt, wenn der Dreh­ zapfen 16 aus seiner Stellung PH in seine Stellung TJ ver­ dreht wird. Tatsächlich verändert sich die Abmessung des Gestänges 18 in Längsrichtung, da sich der Winkel zwischen dem Gestänge 18 und der horizontalen Achse Y-Y mit der Ver­ drehung des Drehzapfens 16 verändert. Insbesondere vergrößert sich die Abmessung des Gestänges 18 in Längsrichtung, wenn die Rotorkurbel aus der Stellung OE in die Stellung OG ver­ dreht wird; und sie verringert sich, wenn die Rotorkurbel 20 aus der Stellung OG in die Stellung OF verdreht wird. Hieraus folgt, daß die Abmessung des Gestänges 18 in Längsrichtung sich als Funktion des Drehwinkels der Rotorkurbel 20 verän­ dert. Diese Abhängigkeit kann ebenso unter Berücksichtigung des vertikalen Abstandes zwischen dem Drehzapfen 60 und der durch den von dem Drehzapfen 58 beschriebenen Bogen L be­ stimmten Ebene ausgedrückt werden. Insbesondere kann festge­ halten werden, daß die Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfengelenkes 60 und der durch den Bogen L bestimmten Ebene sich verringert, und zwar umgekehrt zu der Änderung des Ab­ standes in Längsrichtung zwischen der Drehachse des Zapfen­ gelenkes 58 und der Drehachse X-X der Rotorkurbel 20. Solange diese Beziehung vorhanden ist, bleibt das oben beschriebene Problem bei den bekannten Trennschaltern in der Tat bestehen.

Um dieses Problem zu überwinden, wird erfindungsgemäß die relative Lage der Rotorkurbel 20, des Zapfengelenkes 58, des Zapfengelenkes 60 und des Drehzapfens 16 zueinander so umge­ ordnet, daß die Abmessung des Gestänges 18 in Längsrichtung sich verringert, wenn die Abmessung der Rotorkurbel 20 in Längsrichtung sich vergrößert.

Diese Bedingung wird dadurch eingehalten, daß sichergestellt wird, daß die Lage des Zapfengelenkes 60 während der Zeit, in der der Drehzapfen 16 zwischen den Stellungen HT und den Stellungen IT (entsprechend den Stellungen CD des Schalter­ messers 14, siehe Fig. 3) oberhalb der von dem Bogen L be­ stimmten Ebene verbleibt. Diese Begrenzung kann allgemeiner in Form der relativen Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfengelenkes 60 und der von dem Bogen L bestimmten Ebene bezogen auf die Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfen­ gelenkes 58 und der Drehachse X-X der Rotorkurbel 20 beschrie­ ben bzw. ausgedrückt werden. Insbesondere verändert sich die vertikale Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfengelen­ kes 60 und der von dem Bogen L bestimmten Ebene als direkte Funktion der Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfen­ gelenkes 58 und der Drehachse X-X der Rotorkurbel 20 in Längsrichtung.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 5. Man erkennt ei­ nen erfindungsgemäß ausgebildeten Trennschalter, bei dem die Grundsätze bzw. die Prinzipien der Erfindung verwirklicht sind. Um die Darstellung übersichtlicher zu machen, ist die Schalterklemmbacke 12 in der Fig. 5 nicht dargestellt, son­ dern in der Fig. 7.

Wie beim Stand der Technik, besitzt der erfindungsgemäße Schalter sechs Hauptelemente: Eine Schalterklemmbacke 112, eine Schaltermesseranordnung 114, einen Dreharm 116, ein Gestänge 118, eine Rotorkurbel 120 und einen Gabelkopf 122. Das Gestänge 118 ist mit dem Dreharm 116 mittels eines Zapfengelenkes 124 dreh- bzw. schwenkbar verbunden. Das Ge­ stänge 118 ist drehbar mit dem Gabelkopf 122 mittels eines zweiten Zapfengelenkes 124 verbunden. Der Gabelkopf 122 ist drehbar mit der Rotorkurbel 120 mittels eines dritten Zapfen­ gelenkes 128 verbunden.

So wie bei den bekannten Trennschaltern ist die Schaltermes­ seranordnung 114 und der Dreharm 116 mit einem Bügel 130 verbunden, so daß er sich um eine erste und eine zweite, senkrecht dazu verlaufende Achse drehen kann. Dazu sind der Dreharm 116 und die Schaltermesseranordnung 114 drehbar mit einem Gelenkstück 132 mittels eines Drehlagers 134 verbunden. Damit kann sich der Dreharm 116 und die Schaltermesseranordnung 114 um die Mittelachse der Schalter­ messeranordnung 114 drehen. Das Gelenkstück 132 ist drehbar mit dem Bügel 130 mittels eines Gelenklagers (nicht gezeigt) gekuppelt, welches es mit Schaltermesser 114 ermöglicht, sich zwischen der horizontalen und vertikalen Lage zu drehen. Die Rotorkurbel 120 ist drehbar mit einer vertikalen Welle 136 mittels eines Drehlagers (nicht gezeigt) verbunden. Ein Ausgleichsmechanismus 137 ist zwischen dem Bügel 130 und dem Gelenkstück 132 drehbar eingebaut und mit beiden verbunden.

Die Schaltermesseranordnung 114 besitzt eine zylindrische Welle 138, einen austauschbaren Kontakteinsatz 140 (siehe Fig. 5a) und eine Abschirmkugel 142 gegen Korona-Entladun­ gen. Der Einsatz 140 paßt in einen axialen Schlitz 144 in einem Vorsprung der Welle 138 mit einem verringerten Durch­ messer und einer ovalen Form. Der Einsatz 140 ist in dem Schlitz 144 mittels einer Vielzahl von Schrauben 146 be­ festigt.

Wie man aus der Fig. 5 erkennen kann, springt der Dreh­ arm 116 weit genug über die Schaltermesseranordnung 114 vor, damit die Drehachse des Zapfengelenkes 124 oberhalb der Dreh­ achse des Zapfengelenkes 126 liegt. Diese Beziehung kann anhand der Fig. 6 besser verdeutlicht werden. Diese Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Stellungen des Dreh­ arms 116, des Gestänges 118, des Gabelkopfes 122 und der Rotorkurbel 120 zueinander, wenn die Schaltermesseranordnung 114 zwischen den Stellungen B, C und D, wie in der Fig. 7 dargestellt, sich dreht. Diese Stellungen bzw. Lagen ent­ sprechen den Stellungen B, C und D der Fig. 3. Wenn die Schaltermesseranordnung 114 sich in der Stellung B befindet, dann befinden sich die Rotorkurbel 120 in Stellung OE, der Gabelkopf 122 in der Stellung EE′, das Gestänge 118 in der Stellung E′H und der Dreharm 116 in der Stellung HT.

So ausgerichtet ist die Abmessung der Rotorkurbel 120 in Längsrichtung (die Abmessung, die entlang der Achse Y-Y gemessen ist) = N × cos Φ wobei N die Länge der Rotorkurbel 120 und Φ der Winkel ist, den die Rotorkurbel 120 mit der Achse Y-Y, gemessen in der Richtung der Achse Z, bildet. Die Abmessung des Gabelkopfes 122 in Längsrichtung ist Q und die Abmessung des Gestänges 118 in Längsrichtung be­ trägt R × cos Φ, wobei R die Länge des Gestänges 118, ge­ messen von dem Zapfengelenk 126, bis zum Zapfengelenk 124, und Φ der Winkel sind, den das Gestänge 118 mit der Achse Y-Y, gemessen in der Richtung der vertikalen Achse X-X, bil­ det.

Wenn die Rotorkurbel 120 in ihre Zwischenstellung OG ver­ schwenkt wird, befinden sich der Gabelkopf 122 in der Stel­ lung GG′, das Gestänge 118 in der Stellung G′J und der Dreh­ arm 116 in der Stellung JT. So ausgerichtet vergrößert sich die Abmessung der Rotorkurbel 120 in Längsrichtung ge­ messen auf ihre gesamte Länge N, die Längsabmessung des Ga­ belkopfes 122 bleibt konstant und die Abmessung des Gestän­ ges 118 in Längsrichtung verringert sich auf Q × cos Φ′, wobei Φ′ der Winkel ist, den das Gestänge 118 mit der Achse Y-Y, gemessen entlang der vertikalen Achse X-X, bildet. Wenn der Winkel Φ′ größer ist als der Winkel Φ, dann verrin­ gert sich die Abmessung des Gestänges 118 in Längsrichtung, so wie sich die Abmessung der Rotorkurbel 120 in Längsrichtung vergrößert. Eine sorgfältige Analyse der Wirkungsweise des Trennschalters 110 zeigt, daß die Länge des Gestänges 118, gemessen in Längsrichtung, sich umgekehrt zu der Abmessung der Rotorkurbel 120, gemessen in Längsrichtung, verändert, wenn der Dreharm 116 zwischen der Stellung HT und der Stellung IT bewegt wird. Im Gegensatz hierzu verändert sich der horizontale Abstand zwischen dem Zapfengelenk 124 und der von dem Bewegungsweg des Zapfengelenkes 126 bestimmten horizontalen Ebene direkt mit der Entfernung zwischen der Drehachse des Zapfengelenkes 128 und der Drehachse X-X der Rotorkurbel 120, in Längsrichtung gemessen. Diese wünschens­ werten Ergebnisse werden dadurch erhalten, daß man sicher­ stellt, daß der Bewegungsweg des Zapfengelenkes 124 jeder­ zeit oberhalb der horizontalen Ebene liegt, die von dem Be­ wegungsweg des Zapfengelenkes 126 bestimmt wird, wenn sich der Drehzapfen 116 zwischen der Stellung HT und der Stellung IT dreht.

Die oben beschriebene Beziehung kann allgemeiner durch ge­ eignete Bestimmung der Bewegungswege der Zapfengelenke 124 und 126 ausgedrückt werden. Eine sorgfältige Untersuchung der Beziehungen nach den Fig. 5 und 6 zeigt, daß die Drehachse des Zapfengelenkes 124 zu jeder Zeit einen ersten Bogen M beschreibt, der in einer ersten Ebene (senkrecht zu vertikalen Ebene) liegt, die parallel zu der Drehachse X-X der Rotorkurbel und senkrecht zu der Drehachse der Schalter­ messeranordnung 114 (welche Drehachse parallel zu der Längs­ achse Y-Y verläuft) ist. Hieraus folgt, daß der Abstand zwi­ schen dem Punkt, an dem die Drehachse des Zapfengelenkes 124 den Bogen M schneidet und der Drehachse der Schaltermesseranordnung 114, gemessen in der Richtung der Drehachse X der Rotorkurbel 120, schneidet, sich verändert, wenn die Schaltermesseran­ ordnung 114 um ihre Achse verdreht wird.

Die Schwenkachse des Zapfengelenkes 126 beschreibt zu jedem Zeitpunkt einen zweiten Bogen S, der in einer Ebene (senk­ recht zur horizontalen Ebene) liegt, die parallel zur Dreh­ achse der Schaltermesseranordnung 114 und senkrecht zur Drehachse X-X der Rotorkurbel 120 verläuft.

Hieraus folgt, daß der Abstand zwischen dem Punkt, an dem die Drehachse des Zapfengelenkes 126 den Bogen S und die Drehachse X-X der Rotorkurbel 120, in Richtung der Drehachse der Schaltermesseranordnung 114 gemessen, berührt, sich ver­ ändert, wenn die Rotorkurbel 120 um ihre Achse verdreht wird. Nachdem die oben beschriebenen Bewegungswege hinauf zu den Zapfengelenken 124 und 126 dargestellt und bestimmt worden sind, kann die oben erwähnte, erwünschte Beziehung zwischen den Längenabmessungen der Rotorkurbel 120 und des Gestänges 118 in Längsrichtung durch Einstellen der relativen Zuord­ nung der Rotorkurbel 120, der Zapfengelenke 124 und 126 und der Schaltermesseranordnung 114 erreicht werden und zwar derart, daß dann, wenn die Rotorkurbel zwischen den Stellungen OE und OF bewegt wird, der Abstand zwischen dem Punkt, an dem die Drehachse des Zapfengelenkes 124 den Bogen M berührt und dem Bogen S, gemessen in der Richtung der Dreh­ achse X-X der Rotorkurbel 120, als direkte Funktion der Ent­ fernung zwischen dem Punkt, an dem die Drehachse des Zapfen­ gelenkes 126 den Bogen schneidet und der Drehachse X-X der Rotorkurbel 120, gemessen in der Richtung der Drehachse der Schaltermesseranordnung 114, sich ändert.

Durch Einstellen der unterschiedlichen Abmessungen und win­ keligen Ausrichtungen der Rotorkurbel 120, des Gabelkopfes 122, des Gestänges 118, des Dreharmes 116 und der Schalter­ messeranordnung 114 ist es möglich, Veränderungen der Abmes­ sungen der Rotorkurbel 120 in Querrichtung bis zu jedem ge­ wünschten Grad zu kompensieren. Man hat festgestellt, daß man vorzugsweise diese Veränderungen leicht unterkompensiert, so daß dann, wenn das Ende der Schaltermesseranordnung inner­ halb der Schalterklemmbacken 112 verdreht wird, eine zusätz­ liche Antriebskraft entsteht, die die abwärts gerichtete Kraft des Schaltermesserendes in der Schalterklemmbacke er­ höht und dadurch eine bessere Möglichkeit, Eisbildungen in der Schaltermesserklemmbacke aufzubrechen, schafft.

Eine Unterkompensation von angenähert 0,06 Inch (ca. 1,52 mm) wurde als besonders wünschenswert oder erstrebenswert erkannt.

Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich in jeder anderen Ausgestaltung verwirklicht werden, ohne daß man sich von dem Schutzumfang oder wesentlichen Merkmalen entfernt.

Claims (9)

1. Trennschalter mit einer mehrere in Abstand zu­ einander angeordnete und sich gegenüberstehende Kontakt­ finger aufweisenden Schalterklemmbacke, mit einem ver­ längerten Schaltermesser mit einem im wesentlichen abge­ flachten Endbereich, welches Schaltermesser um seine eigene verlängerte erste Achse zwischen einer ersten Stellung, in der der Endbereich noch nicht in Kontakt mit den Kontaktfingern steht, und einer zweiten Stel­ lung, in der der Endbereich im Hochdruckkontakt mit den Kontaktfingern steht, drehbar ist, ferner mit einer Rotorkurbel, die drehbar um eine senkrecht zur ersten Achse verlaufende zweite Achse angeordnet ist, wobei die Rotorkurbel zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung, die der ersten bzw. der zweiten Stellung des Schaltermessers entsprechen, drehbar ist, weiter mit einem mit dem Schaltermesser gekuppelten und damit um die erste Achse drehbaren Drehzapfen, sowie mit einem Gestänge, welches mit der Rotorkurbel und dem Drehzapfen derart verbunden ist, daß das Schaltermesser zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung entsprechend der Drehung der Rotorkurbel zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung rotiert bzw. sich dreht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein erstes Zapfengelenk (124) das Ge­ stänge (118) mit dem Dreharm (116) schwenkbar verbindet, wobei das erste Zapfengelenk (124) mit dem Dreharm (116) derart gekuppelt ist, daß dann, wenn das Schaltermesser (114) um die erste Achse zwischen der ersten und der zweiten Stellung verdreht wird, die Drehachse des ersten Zapfengelenkes (124) zu jeder Zeit einen ersten Bogen (M) beschreibt bzw. auf diesem entlangläuft, der in ei­ ner ersten Ebene liegt, die parallel der zweiten Achse (X-X) und senkrecht zur ersten Achse (Y-Y) verläuft, wobei die Entfernung zwischen dem Punkt, bei dem die Drehachse des ersten Zapfengelenkes den ersten Bogen (M) schneidet, und der ersten Achse (Y-Y), gemessen in der Richtung der zweiten Achse (X-X), sich verändert, wenn das Schaltermesser (114) um die erste Achse (Y-Y) ver­ dreht wird, daß ein zweites Zapfengelenk (126) vorgese­ hen ist, welches in Abstand zu dem ersten Zapfengelenk (124) angeordnet ist und das Gestänge (118) mit der Ro­ torkurbel (120) verbindet, wobei das zweite Zapfengelenk (126) mit der Rotorkurbel (120) derart verbunden ist, daß dann, wenn die Rotorwelle um die zweite Achse (X-X) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung in Drehung versetzt wird, die Drehachse des zweiten Zapfengelenkes (126) zu jedem Zeitpunkt auf einem zweiten Bogen (S) liegt bzw. einen zweiten Bogen beschreibt, der in einer zweiten Ebene liegt, die parallel zu der ersten Achse (Y-Y) und senkrecht zur zweiten Achse (X-X) verläuft, wobei die Entfernung zwischen dem Punkt, bei dem die Drehachse des zweiten Zapfengelenkes (126) den zweiten Bogen durchschneidet, und der zweiten Achse (X-X), ge­ messen in der Richtung der ersten Achse (Y-Y), sich ver­ ändert, wenn die Rotorkurbel (120) um die zweite Achse (X-X) verdreht wird, und daß die Anordnung der Rotorkur­ bel (120), der Zapfengelenke (124, 126) und des Schal­ termessers (114) zueinander so ist, daß dann, wenn die Rotorkurbel (120) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verdreht wird, die Entfernung zwischen dem Punkt, bei dem die Drehachse des ersten Zapfengelenkes den ersten Bogen durchschneidet, und der zweiten Ebene, gemessen in der Richtung der zweiten Achse (X-X), als eine direkte Funktion der Entfernung zwischen dem Punkt, an dem die Drehachse des zweiten Zapfengelenkes (126) den zweiten Bogen durchschneidet, und der zweiten Achse (X-X), gemessen in der Richtung der ersten Achse (Y-Y), sich verändert.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bogen (M) einen Kreisbogen be­ stimmt bzw. definiert, dessen Mittelpunkt auf der er­ sten Achse (Y-Y) liegt.

3. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Bogen (S) einen Kreisbogen be­ stimmt, dessen Mittelpunkt auf der zweiten Achse (X-X) liegt.

4. Trennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bogen (M) einen Bogen einer El­ lipse definiert.

5. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zapfengelenk (124) und die erste Achse (Y-Y) auf sich gegen­ überliegenden Seiten einer zweiten Ebene verbleiben, wenn das Schaltermesser (114) zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stel­ lung bewegt wird.

6. Trennschalter nach dem Anspruch 2 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen dem ersten Zapfengelenk (124) und der zweiten Ebene, gemessen in der Richtung der ersten Achse (Y-Y), sich um einen ausreichenden Wert ändert, um im wesentlichen die ganze Änderung der Entfernung zwischen dem zweiten Zap­ fengelenk (126) und der zweiten Achse (X-X), gemessen in der Richtung der ersten Achse (Y-Y), zu kompensieren, wenn die Rotorkurbel (120) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verdreht wird, wobei die relative axia­ le Anordnung des Schaltermesser (114) entlang der Achse im wesentlichen unverändert bleibt, wenn die Rotorkurbel (120) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung ver­ schwenkt bzw. bewegt wird.

7. Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anordnung der Rotorkurbel (120), der Zapfengelenke (124, 126) und des Schaltermessers (114) bezogen aufeinander so ist, daß die relative axial Lage des Schaltermessers (114) entlang der ersten Achse (Y-Y) sich um angenähert 0,06 inch (ca. 1,52 mm) verändert, wenn die Rotorkurbel (120) zwischen ihrer ersten und zweiten Stellung verschwenkt wird.

8. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ferner Mittel vorgesehen sind, mit denen das Schaltermesser (114) drehbar um seine erste Achse (Y-Y) befestigbar ist.

9. Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Rotorkur­ bel (120) um die zweite Achse (X-X) drehbar haltern.