EP2789001B1

EP2789001B1 - Elektrisches schaltgerät

Info

Publication number: EP2789001B1
Application number: EP12813312.1A
Authority: EP
Inventors: Joachim Gericke; Robert GRÜNLER; Martin KREHNKE; Volker Lehmann; Friedrich Löbner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: CN104040664B; ES2627345T3; CN104040664A; RU2014132869A; BR112014017002A8; BR112014017002A2; DE102012200238A1; KR20140109416A; EP2789001A1; US20150014131A1; MX2014008394A; US9484161B2; KR101755083B1; RU2608571C2; BR112014017002B1; WO2013104495A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit einem einen Führungsabschnitt aufweisenden ersten Schaltkontaktstück und mit einem zweiten Schaltkontaktstück, wobei zumindest das erste Schaltkontaktstück über eine kinematische Kette zur Erzeugung einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke zueinander mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist und dessen Führungsabschnitt verschieblich entlang einer Leitbahn geführt ist.
Ein derartiges elektrisches Schaltgerät ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 197 27 850 C1 bekannt. Dort ist ein Hochspannungsleistungsschalter mit zwei entgegengesetzt antreibbaren Schaltkontaktstücken beschrieben, wobei diese als Lichtbogenkontaktstücke bezeichnet sind. Zum Antrieb eines ersten Schaltkontaktstückes ist eine kinematische Kette vorgesehen, welche das erste Schaltkontaktstück mit einer Antriebseinrichtung verbindet. Das erste Schaltkontaktstück ist mit einem Führungsabschnitt ausgestattet, welcher an einer Leitbahn geführt ist. Die Leitbahn sowie der Führungsabschnitt sind dabei derartig aufeinander abgestimmt, dass das Schaltkontaktstück eine Linearbewegung in Richtung der Leitbahn ausführen kann. Die Leitbahn ist dazu mit einer ebenen Anlagefläche ausgestattet, wobei der Führungsabschnitt mit einer gegengleich eben ausgestalteten ebenen Anlagefläche ausgestattet ist.
Durch eine derartige Führung des ersten Schaltkontaktstückes ist zwar eine exakte Führung des ersten Schaltkontaktstückes ermöglicht, jedoch erfordert eine derartige Konstruktion präzise Fertigungsmethoden, um ein Verkanten des Führungsabschnittes in der Leitbahn zu verhindern. Jedoch selbst bei präziser Fertigung von Leitbahn und Führungsabschnitt ist über einen längeren Zeitraum der Benutzung ein Abrieb zu verzeichnen. Somit verschlechtert sich der Reibungskoeffizient zwischen Führungsabschnitt und Leitbahn, wodurch ein Blockieren auftreten kann. Ein derartiges Blockieren soll jedoch möglichst verhindert werden. Um auch nach längerem Betrieb eines elektrischen Schaltgerätes dessen Funktionsfähigkeit sicherzustellen, wird daher über die kinematische Kette eine Antriebskraft eingekoppelt, die auch nach einer Vielzahl von Schaltspielen bei erhöhtem Reibungswiderstand zwischen Führungsabschnitt und Leitbahn eine Schaltbewegung ermöglicht. Dies hat zur Folge, dass überdimensionierte Antriebseinrichtungen zum Einsatz gelangen.
Ein Vergrößern der Antriebseinrichtung ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad wirtschaftlich sinnvoll möglich. Insbesondere beim Einsatz von elektrischen Schaltgeräten im Hoch- und Höchstspannungsbereich vergrößern sich die bewegten Massen, so dass eine überdimensionierte Antriebseinrichtung überproportionale Kosten verursacht.
Aus der DE 197 38 697 C1 ist ein elektrisches Schaltgerät mit ebenen Anlageflächen von Leitbahn und Führungsabschnitt bekannt. Diese sind nur verschiebbar, nicht drehbar gegeneinander angeordnet, und führen zu einer Gleitbewegung in zwei von den Lagerwangen gebildeten geraden Gleitbahnen des Gehäuses. Somit sind keine Ausgleichsbewegungen zwischen den Anlageflächen von Leitbahn und Führungsabschnitt möglich, was ebenfalls zu den zuvor beschriebenen Problemen führt.
Entsprechend ergibt sich als Aufgabe der Erfindung ein elektrisches Schaltgerät anzugeben, welches mit einer leistungsreduzierten Antriebseinrichtung ausgerüstet werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem elektrischen Schaltgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Führungsabschnitt und die Leitbahn Teil eines mit der kinematischen Kette verbundenen Drehschubgelenkes sind. Ein Verkanten des Führungsabschnittes in der Leitbahn und/oder ein Blockieren werden verhindert durch die Verwendung einer konvex gekrümmten Anlagefläche.
Ein Drehschubgelenk ermöglicht, eine Überlagerung einer Schubbewegung mit einer Drehbewegung. So ist es beispielsweise möglich, das erste Schaltkontaktstück in einer linearen Richtung zu verschieben, wobei diese Linearbewegung von einer Drehbewegung, insbesondere des ersten Schaltkontaktstückes überlagert wird. Dadurch ist eine geradlinige Bewegung des ersten Schaltkontaktstückes ermöglicht, wobei das Schaltkontaktstück zusätzlich eine Schwenkbewegung vollziehen kann. Somit ist ein Verkanten des Führungsabschnittes an der Leitbahn nur noch erschwert möglich. Durch die Überlagerung mit einer Drehbewegung können beispielsweise zwischen der Leitbahn und dem Führungsabschnitt bestehende Toleranzen ausgeglichen werden, so dass eine vorzugsweise annähernd lineare Geradführung des ersten Kontaktstückes sichergestellt ist, wobei durch ein relativ zur Schubbahn ausgeführte Drehbewegung ein Spiel zwischen Leitbahn und Führungsabschnitt zugelassen ist. Einerseits kann so eine definierte Führung des ersten Schaltkontaktstückes erfolgen. Andererseits kann durch eine Drehbewegung ein Verkanten des Schaltkontaktstückes verhindert werden. Das Drehschubgelenk kann dabei derart ausgeführt sein, dass eine Drehbewegung um eine Drehachse zugelassen ist, welche im Wesentlichen quer zur Schubrichtung ausgerichtet ist. Vorteilhaft sollte die Schubrichtung entlang einer Achse im Wesentlichen linear verlaufen und die Drehachse sollte verschieden von der Achse der Linearbewegung liegen. Die Drehachse kann beispielsweise quer zur Schubachse verlaufen (z. B. windschief oder schneidend). Die Drehachse sollte die Schubrichtung vorzugsweise im Wesentlichen lotrecht schneiden bzw. in einer Projektion vorzugsweise im Wesentlichen lotrecht zur Schubrichtung liegen.
Eine Anwendung der Erfindung kann beispielsweise bei elektrischen Schaltgeräten erfolgen, welche ein erstes und ein zweites Schaltkontaktstück aufweisen, wobei das erste und das zweite Schaltkontaktstück relativ zueinander bewegbar sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass ausschließlich das erste Schaltkontaktstück bewegbar ist, wobei das zweite Schaltkontaktstück in Ruhe verbleibt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beide Schaltkontaktstücke während einer Schaltbewegung einer Bewegung unterworfen sind, so dass eine Kontakttrenn- bzw. Kontaktschließgeschwindigkeit erhöht werden kann. Dazu werden die beiden Schaltkontaktstücke bei einem Einschaltvorgang jeweils auf das andere Schaltkontaktstück zubewegt und bei einem Ausschaltvorgang werden die Schaltkontaktstücke jeweils von dem anderen Schaltkontaktstück fortbewegt. Besonders vorteilhaft können die beiden Schaltkontaktstücke linear verschieblich gelagert sein, wobei sie einander gegenüberstehend koaxial zueinander ausgerichtet sind. Somit ist es möglich, beide Schaltkontaktstücke entlang der koaxialen Achse zu verschieben, wobei bei einem Einschalt- und bei einem Ausschaltvorgang die Bewegungen von erstem und zweitem Schaltkontaktstück entgegengesetzt zueinander gerichtet sind.
Natürlich kann eine erfindungsgemäße Konstruktion auch genutzt werden, wenn lediglich das erste Schaltkontaktstück zum Erzeugen einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke zueinander verschiebbar angeordnet ist. Entsprechend kann das ortsfest gelagerte zweite Schaltkontaktstück dem ersten Schaltkontaktstück gegenüberliegend angeordnet sein, wobei die beiden Schaltkontaktstücke koaxial zueinander ausgerichtet sein können.
Der Führungsabschnitt sollte eine gegenüber einem Schaft des ersten Schaltkontaktstückes abweichende Formgebung aufweisen. Der Führungsabschnitt sollte gegenüber dem Schaft verdickt sein. Der Führungsabschnitt kann beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgeformt sein, wobei dessen Zylinderachse quer zur linearen Verschiebeachse des ersten Schaltkontaktstückes liegen kann. Der Schaft sollte vorzugsweise zylindrisch ausgeformt sein, wobei die Zylinderachse des Schaftes quer zur Zylinderachse des Führungsabschnittes im Wesentlichen parallel zur Schubachse liegt. Insbesondere sollten die Zylinderachsen im Wesentlichen lotrecht zueinander liegen und vorteilhaft einander schneiden. Die Leitbahn dient einem Leiten des Führungsabschnittes um das erste Schaltkontaktstück während eines Schaltvorganges auf das zweite Schaltkontaktstück hinzubewegen bzw. fortzubewegen. Die Leitbahn bestimmt und definiert die Schubrichtung des ersten Schaltkontaktstückes. Eine Leitbahn kann verschiedenartig aufgebaut sein. So kann eine Leitbahn aus dem Zusammenwirken mehrerer Elemente die Schubrichtung des ersten Schaltkontaktstückes bestimmen. Eine Leitbahn kann beispielsweise als Nut, als Kulisse, als Körperkante, als Welle, als Achse, als Buchse, als Ausnehmung usw. ausgebildet sein. Die Leitbahn und der Führungsabschnitt können in unmittelbarem oder in mittelbarem Kontakt stehen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das erste Schaltkontaktstück einen bolzenförmigen Kontaktierungsabschnitt und das zweite Schaltkontaktstück einen gegengleich ausgeformten tulpenförmigen Kontaktierungsabschnitt aufweist. In einer Abwandlung kann auch die umgekehrte Konstellation vorgesehen sein. Darüber hinaus sind auch weitere Formgebungen der Schaltkontaktstücke bzw. ihrer Kontaktierungsabschnitte möglich. Am ersten Schaltkontaktstück sollte der Kontaktierungsabschnitt am Schaft angeordnet sein bzw. der Schaft als Kontaktierungsabschnitt dienen.
Vorteilhafterweise sollten die beiden Schaltkontaktstücke als Lichtbogenkontaktstücke des elektrischen Schaltgerätes ausgeführt sein. Lichtbogenkontaktstücke weisen die Eigenschaft auf, dass bei einem Ausschaltvorgang entstehende Ausschaltlichtbögen an den Lichtbogenkontaktstücken geführt sind. Bei einem Einschaltvorgang auftretende Vorüberschläge werden ebenfalls bevorzugt an den Lichtbogenkontaktstücken geführt. Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltkontaktstücke neben ihrer Funktion eines Lichtbogenkontaktstückes auch die Funktion eines Nennstromkontaktstückes wahrnehmen. Die Erfindung ist jedoch auch für Kontaktstücke einsetzbar, die sowohl einer Nennstromführung als auch einer Lichtbogenführung dienen.
Bei einer Anwendung der Erfindung an einem Schaltgerät für Hoch- und Höchstspannungen ist es vorteilhaft, wenn eine Separation der Funktionen Lichtbogenführung und Nennstromführung erfolgt. In diesem Falle ist den beiden Schaltkontaktstücken jeweils ein Nennstromkontaktstück zugeordnet, wobei die Schaltkontaktstücke bei einem Einschaltvorgang einander vor den jeweils zugeordneten Nennstromkontaktstücken kontaktieren und bei einem Ausschaltvorgang eine Trennung der Schaltkontaktstücke nach einer Trennung der Nennstromkontaktstücke erfolgt. Entsprechend ist sichergestellt, dass ein schaltbarer Strompfad des elektrischen Schaltgerätes bei einem Einschaltvorgang zunächst zwischen den Schaltkontaktstücken ausgebildet ist, so dass bei einem darauf folgenden Kontaktieren der Nennstromkontaktstücke ein erwünschtes lichtbogenfreies Kommutieren eines Stromes auf die parallel geschalteten Nennstromkontaktstücke erfolgen kann. Während eines Ausschaltvorganges trennen sich zunächst die Nennstromkontaktstücke. Bei einem Ausschaltvorgang ist dafür gesorgt, dass bei einem Trennen der Nennstromkontaktstücke die Schaltkontaktstücke weiterhin in galvanischem Kontakt stehen, so dass ein Strom von den Nennstromkontaktstücken möglichst lichtbogenfrei auf die Schaltkontaktstücke kommutieren kann und ein gegebenenfalls entstehender Ausschaltlichtbogen bei einem Trennen der Schaltkontaktstücke an den Schaltkontaktstücken geführt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Nennstromkontaktstücke jeweils bewegbar sind, so dass eine Relativbewegung der beiden Nennstromkontaktstücken zueinander aus einer Bewegung beider Nennstromkontaktstücke resultiert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eines der Nennstromkontaktstücke ortsfest und das andere Nennstromkontaktstück beweglich ausgeführt ist. Entsprechend können beliebige Kombinationen von bewegbaren oder ortsfest gelagerten Schaltkontaktstücken sowie bewegbar oder ortsfest gelagerten Nennstromkontaktstücken ausgebildet werden.
Um eine Bewegung des ersten Schaltkontaktstückes zu erzeugen, kann die Verwendung einer Antriebseinrichtung vorgesehen sein. Eine Antriebseinrichtung erzeugt eine Bewegung, welche auf ein oder mehrere Schaltkontaktstücke übertragen werden kann. Die Antriebseinrichtung weist beispielsweise einen Energiewandler auf, welcher beispielsweise elektrische Energie in kinetische Energie wandelt. Über eine kinematische Kette kann eine von der Antriebseinrichtung abgegebene Bewegung bis zu dem antreibbaren ersten Schaltkontaktstück übertragen werden. Besonders vorteilhaft ist, wenn eine gemeinsame Antriebseinrichtung zum Antrieb mehrerer Schaltkontaktstücke bzw. eines/mehrerer Nennstromkontaktstücke eingesetzt wird. Wie vorstehend beschrieben, ist eine Bewegung zwischen Schaltkontaktstücken und Nennstromkontaktstücken einer bestimmten zeitlichen Abfolge unterworfen. Mittels einer kinematischen Kette kann zum einen eine räumliche Entfernung von der Antriebseinrichtung bis zu dem zu bewegenden Schaltkontaktstück/Nennstromkontaktstück überbrückt werden. Zum anderen kann mittels der kinematischen Kette die von der Antriebseinrichtung gelieferte Bewegung umgeformt werden. Die kinematische Kette kann beispielsweise Getriebe, die einen Zeitverzug oder ähnliches erzeugen, beinhalten, so dass an verschiedenen Stellen der kinematischen Kette verschiedene Bewegungen ausgekoppelt werden können. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere kinematische Ketten nebeneinander am elektrischen Schaltgerät existieren, welche die verschiedenen relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke bzw. Nennstromkontaktstücke antreiben.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zweite Schaltkontaktstück und/oder ein Nennstromkontaktstück mit der Antriebseinrichtung verbunden ist, wobei das zweite Schaltkontaktstück Teil der kinematischen Kette zum Antrieb des ersten Schaltkontaktstückes sein kann. Das erste Schaltkontaktstück kann beispielsweise über ein elektrisch isolierendes Bauteil mit dem zweiten Schaltkontaktstück gekoppelt sein. Das elektrisch isolierende Bauteil ist Teil einer kinematischen Kette. Über eine zwischen den beiden Schaltkontaktstücken liegende Schaltstrecke kann so eine Bewegung elektrisch isoliert von einer Potentialseite (zweites Schaltkontaktstück) auf die andere Potentialseite (erstes Schaltkontaktstück) des elektrischen Schaltgerätes übertragen werden. Über das elektrisch isolierende Bauteil können Bauteile, welche voneinander verschiedene elektrische Potentiale führen, miteinander mechanisch gekoppelt sein. Damit kann die kinematische Kette in ihrem Verlauf voneinander abweichende elektrische Potentiale führen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das elektrisch isolierende Bauteil in Form einer Isolierstoffdüse ausgebildet ist, welche das zweite Schaltkontaktstück umgibt und in dessen Isolierstoffdüsenengstelle sich die Schaltstrecke zwischen den beiden Schaltkontaktstücken zumindest teilweise erstreckt. Die Schaltstrecke ist so zum einen zwischen den beiden (voneinander getrennten) Schaltkontaktstücken ausgebildet. Zum anderen wird die räumliche Ausdehnung der Schaltstrecke durch die Isolierstoffdüse begrenzt. Die Schaltstrecke erstreckt sich in einem (die Isolierstoffdüsenengstelle aufweisenden) Isolierstoffdüsenkanal. Entsprechend kann das erste Schaltkontaktstück bei einer Schaltbewegung in die Isolierstoffdüse hinein bewegt werden. Die Isolierstoffdüse kann mit einem Antriebselement wie beispielsweise einer linear verschiebbaren Antriebsstange gekoppelt sein, welche über ein Getriebe, welches Teil der kinematischen Kette ist, eine Bewegung auf das erste Schaltkontaktstück einkoppelt. Ein Getriebe, welches eine über die Isolierstoffdüse übertragene Bewegung in das erste Schaltkontaktstück einkoppelt, kann beispielsweise dazu dienen, eine Bewegungsrichtungsumkehr der von der Isolierstoffdüse übertragenen Bewegung zu bewirken, so dass das erste und das zweite Schaltkontaktstück zwangsweise jeweils mit entgegengesetztem Richtungssinn, beispielsweise bezogen auf eine Längsachse des elektrischen Schaltgerätes, bewegt werden. Somit ist es möglich, mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung die beiden Schaltkontaktstücke entgegengesetzt zueinander zu bewegen und damit gegenüber einem alleinig angetriebenen Schaltkontaktstück die Kontakttrenngeschwindigkeit bzw. die Kontaktierungsgeschwindigkeit des Schaltgerätes zu erhöhen.
Das elektrische Schaltgerät kann ein Kapselungsgehäuse aufweisen, innerhalb welchem die Schaltkontaktstücke angeordnet sind. Entsprechend kann das Innere des Kapselungsgehäuses mit einem elektrisch isolierenden Fluid, beispielsweise einem Isoliergas oder einem Isolieröl befüllt sein. Das Gehäuse vermindert ein Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluids und kann das Fluid hermetisch einschließen, so dass dieses auch unter einen Überdruck gesetzt werden kann. Als Isoliergas eignet sich insbesondere SF₆. Die Schaltstrecke zwischen den Schaltkontaktstücken ist mit dem elektrisch isolierenden Fluid befüllt. Bei einem Schaltvorgang auftretende Lichtbögen können in der Schaltstrecke befindliches Fluid verdampfen bzw. im Druck überhöhen, so dass beispielsweise ein Plasma entsteht, welches ein Löschen eines Schaltlichtbogens unterstützen kann. Dazu wird das unter erhöhtem Druck stehende Fluid/Plasma in eine Strömung versetzt, so dass eine Beblasung des Schaltlichtbogens erfolgen kann.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Führungsabschnitt eine Anlagefläche aufweist, welche an der Leitbahn anliegt und die Leitbahn eine Anlagefläche aufweist, welche an dem Führungsabschnitt anliegt, wobei zumindest eine der Anlageflächen konvex gekrümmt ist.
Zur Ausbildung eines Drehschubgelenkes kann vorgesehen sein, dass der Führungsabschnitt und die Leitbahn jeweils Anlageflächen aufweisen, wobei zumindest eine der Anlagenflächen konvex gekrümmt ist. Die konvexe Krümmung kann dabei derart erfolgen, dass die Krümmung um mehrere Raumachsen verläuft, so dass beispielsweise eine Anlagefläche in Form einer konvex gekrümmten Kugelkappe ausgebildet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich eine Krümmungsachse zur Ausbildung einer konvexen Anlagefläche vorgesehen ist, so dass diese beispielsweise nach Art eines Mantelflächenabschnittes eines Kreiszylinders ausgeformt ist. Darüber hinaus kann die konvex gekrümmte Anlagefläche auch abweichend von einer Kreiszylindermantelfläche oder Kugeloberfläche ausgeformt sein, so dass eine beliebig räumlich gekrümmte Anlagefläche konvexer Art ausgebildet sein kann.
Durch die Verwendung einer konvex gekrümmten Anlagefläche kann ein punkt- oder linienförmiger Anlagebereich zwischen den Anlageflächen von Leitbahn und Führungsabschnitt gebildet werden. Damit sind Ausgleichbewegungen zwischen den Anlageflächen von Leitbahn bzw. Führungsabschnitt vereinfacht möglich. Somit kann die konvex gekrümmte Anlagefläche an der anderen Anlagefläche im Zuge einer Relativbewegung zwischen der Leitbahn und Führungsabschnitt ein Verkippen und Verschwenken von Leitbahn und Führungsabschnitt zueinander zulassen, so dass beispielsweise durch Abrieb oder Fertigungstoleranzen entstehendes Spiel zwischen Leitbahn und Führungsabschnitt ausgeglichen werden kann. Somit ist es möglich, die Reibungsverluste zwischen den Anlageflächen zu reduzieren. Damit kann eine leistungsreduzierte Antriebseinrichtung zum Einsatz kommen. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl eine Anlagefläche der Leitbahn als auch eine Anlagefläche des Führungsabschnittes konvex gekrümmt ausgeführt sind. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Leitbahn zumindest zwei gegensinnig ausgerichtete Anlageflächen aufweist, die insbesondere eben ausgestaltet sind, wobei der Führungsabschnitt beide Anlageflächen der Leitbahn abtastet, so dass eine Querbewegung bzw. ein Abheben und Auslenken des Führungsabschnittes aus der Leitbahn verhindert ist. Dazu kann der Führungsabschnitt auch mehrere Anlageflächen aufweisen, welche gemeinsam eine Führung entlang der Leitbahn sicherstellen. Eine Linearführung durch die Leitbahn kann auch durch Verwendung mehrerer konvex geformter Anlageflächen der Leitbahn sichergestellt werden, wobei die mehreren konvex geformten Anlageflächen aufeinander folgend abgelastet werden. Darüber hinaus kann die Leitbahn beispielsweise auch einen gekrümmten Bahnverlauf aufweisen, so dass die Leitbahn selbst zumindest eine Anlagefläche aufweist, welche konvex gekrümmt ist, die dann wiederum beispielsweise auch von einer ebenen Anlagefläche des Führungsabschnittes abgetastet werden kann. Auch bei einer derartigen Konstellation kann der Berührungsbereich zwischen Leitbahn und Anlagefläche punktförmig bzw. linienförmig ausgestaltet werden, so dass ein Verkanten des Führungsabschnittes an der Leitbahn nur erschwert möglich ist.
Darüber hinaus kann auch eine konvexe Formgebung von Anlageflächen von Leitbahn und Führungsabschnitt vorgesehen sein. In diesem Falle ergeben sich verbesserte Möglichkeiten eines Führens der Führungsbahn an der Leitbahn entlang eines nahezu beliebigen Bahnverlaufes.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine der Anlageflächen eben ist.
Vorteilhafterweise können die Leitbahn sowie der Führungsabschnitt dazu eingerichtet sein, eine Linearbewegung des Schaltkontaktstückes zu lenken bzw. zu führen. Beispielsweise kann die Leitbahn einen linear gestreckten Verlauf aufweisen, so dass der Führungsabschnitt die Leitbahn abtastend entlang der Leitbahn geführt ist. Die Leitbahn kann dazu beispielsweise zumindest eine ebene Anlagefläche aufweisen, welche parallel zur Bewegungsachse des ersten Schaltkontaktstückes ausgerichtet ist. Entsprechend kann der Führungsabschnitt mit einer konvexen Anlagenfläche ausgestattet sein, welche beispielsweise auf der ebenen Anlagenfläche der Leitbahn entlang gleitet. Entsprechend ist zwischen Leitbahn und Führungsabschnitt ein linearer oder punktförmiger Berührungsbereich gebildet, über welchen die Führung und Kraftübertragung zwischen Leitbahn und Führungsabschnitt erfolgt. Die Leitbahn kann beispielsweise zwei gegensinnig ausgerichtete ebene Anlageflächen aufweisen, welche beide gleichzeitig durch den Führungsabschnitt abgelastet wird. So sichern die beiden Anlageflächen ein Lösen des Führungsabschnittes von der Leitbahn. Eine Anlagefläche einer Leitbahn kann beispielsweise als Nutboden einer Nut ausgeführt sein. Eine derartige Nut kann mehrteilig zusammengesetzt ausgeführt sein, so können beispielsweise Nutflanken und der Nutboden an verschiedenen Teilelementen angeordnet sein. Besonders vorteilhaft kann eine Nut aus Halbschalen zusammengesetzt sein, die vorzugsweise gegengleich ausgeformt sind. Eine Halbschale kann jeweils eine Nutflanke und einen Teil des Nutbodens aufweisen. Bei einem Zusammenfügen der Halbschalen wird der Nutboden komplettiert und im Nutboden ist ein Fügespalt angeordnet. Der Fügespalt kann bedarfsweise mehr oder weniger breit ausgeführt werden. Eine mehrteilige Ausführung einer Nut erleichtert die Montage des elektrischen Schaltgerätes. So ist eine zusätzliche Stabilisierung des Führungsabschnittes, der in die Nut hineinragt, durch Nutflanken ermöglicht. Auch hier können sich die konvexen Anlageflächen des Führungsabschnittes hinein erstrecken bzw. die Nutflanken mit einer konvexen Profilierung versehen sein. Der Führungsabschnitt kann entsprechend zwei konvexe Anlageflächen aufweisen, von denen jeweils eine mit einer der Anlageflächen der Leitbahn zusammenwirkt. Die Anlageflächen des Führungsabschnittes können jeweils konvex gekrümmt sein, wobei die Anlagefläche entgegengesetzt zueinander ausgerichtet (gekrümmt) sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste Schaltkontaktstück eine Kulisse aufweist, an welche ein Mitnahmeelement der kinematischen Kette eingreift, wobei das Mitnahmeelement eine ebene Anlagefläche, welche an einer Flanke der Kulisse anliegt, aufweist.
Eine Kulisse weist zumindest eine Schulter auf, in welche das Mitnahmeelement eingreifen kann bzw. welche durch das Mitnahmeelement abgetastet werden kann. Eine derartige Schulter ist beispielsweise eine Flanke einer Nut bzw. einer durchgängigen Ausnehmung oder auch einer Flanke einer sich aus einer Fläche erhebenden Schulter. Durch die Formgebung der Kulisse respektive ihrer abzutastenden Flanke ist eine Relativbewegung zwischen Mitnahmeelement und der Kulisse bzw. des ersten Schaltkontaktstückes ermöglicht. So kann beispielsweise über das Mitnahmeelement der kinematischen Kette eine Antriebsbewegung auf das erste Schaltkontaktstück aufgeprägt werden. Je nach Art der Bewegung des Mitnahmeelementes sowie der Formgebung der Kulisse können verschiedene Bewegungsmuster auf das Schaltkontaktstück aufgeprägt werden. Beispielsweise kann die Kulisse nach Art eines linearen Langloches ausgebildet sein, in welches ein Mitnahmeelement in Form eines Bolzens eingreift. Über den Bolzen kann eine entsprechende Bewegung auf die Kulisse bzw. das erste Schaltkontaktstück aufgeprägt werden, so dass beispielsweise eine Bewegung auf das zweite Schaltkontaktstück zu oder von dem zweiten Schaltkontaktstück fort erfolgen kann. Das Mitnahmeelement kann beispielsweise eine Schwenkbewegung, eine lineare Bewegung, eine Zug- oder Schubbewegung auf eine Flanke der Kulisse übertragen, so dass eine entsprechende Bewegung bei beweglicher Lagerung des ersten Kontaktstückes erfolgt. Beispielsweise kann die Kulisse nach Art eines Langloches ausgeführt sein, welches sich im Wesentlichen quer zur Bewegungsachse eines linear verschiebbaren ersten Schaltkontaktstückes erstreckt. Vorzugsweise kann die Kulisse im Bereich des Führungsabschnittes des ersten Schaltkontaktstückes angeordnet sein. Somit kann eine Kraft zur Bewegung des ersten Schaltkontaktstückes im Bereich des Führungsabschnittes eingeleitet werden, wobei das erste Schaltkontaktstück im Führungsabschnitt an der Leitbahn geführt ist. Weiterhin stellt eine derartige Einkoppelung einer Antriebsbewegung in das erste Schaltkontaktstück eine mechanisch widerstandsfähige Konstruktion dar.
Eine ebene Anlagefläche des Mitnahmeelementes an der Flanke der Kulisse ermöglicht weiterhin den im Bereich der Kulisse zur Krafteinleitung zur Verfügung stehenden Bereich zu vergrößern. Üblicherweise ist der an dem Schaltkontaktstück zur Verfügung stehende Raum begrenzt, wobei zur Übertragung hoher Antriebskräfte und dem Vermeiden von Stauchungen/Aufweitungen an dem Kontaktstück der Einsatz der ebenen Anlagefläche vorteilhaft ist. Antriebskräfte können über vergrößerte Flächen übertragen werden, so dass ein Verformen der Kulisse bzw. des Mitnahmeelementes verhindert ist. Zur Ausgestaltung von Kulisse und Mitnahmeelement können filigrane Konstruktionen, beispielsweise ein Bolzen, welcher innerhalb der Kulisse geführt ist, Verwendung finden, wobei der Bolzen vorzugsweise mantelseitig eine entsprechend ebene Anlagefläche aufweist, welche an der Flanke der Kulisse geführt ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Anlagefläche des Mitnahmeelementes eben ausgeführt ist, wohingegen die Flanke der Kulisse konvex jedoch vorzugsweise ebenfalls gegengleich eben ausgeführt ist. Insbesondere bei einer linearen Ausführung des Langloches können in einfacher Weise ebene Anlageflächen zwischen Mitnahmeelement und der Kulissenflanke ausgestaltet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste Schaltkontaktstück eine Kulisse aufweist, in welche ein Mitnahmeelement der kinematischen Kette eingreift, wobei das Mitnahmeelement eine sphärisch gekrümmte Fläche aufweist, welche in der Kulisse geführt ist.
Das Mitnahmeelement mit einer sphärisch gekrümmten Fläche kann beispielsweise ein sphärisch gekrümmter Oberflächenabschnitt einer Kugel sein, welcher beispielsweise in einer als Nut ausgeformten Kulisse geführt ist. Dieser Oberflächenabschnitt kann die Nutflanken der Kulisse abtasten, so dass eine Kraft zwischen dem Mitnahmeelement und der Kulisse übertragen werden kann. Vorzugsweise kann die Kulisse beispielsweise in Form einer Nut ausgeführt sein, deren Nutquerschnitt gegengleich zur sphärisch gekrümmten Fläche des Mitnahmeelementes ausgebildet ist. Damit wird der zur Übertragung von Kräften zur Verfügung stehende Anlagebereiche zwischen der Kulisse und dem Mitnahmeelement vergrößert. Durch den zur Kraftübertragung zur Verfügung stehenden vergrößerten Bereich zwischen Mitnahmeelement und Kulisse, kann eine erhöhte Standfestigkeit von Kulisse und Mitnahmeelement erzielt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein zylindrischer Bolzen in die Kulisse eingreift, wobei ein freies Ende kugelförmig gerundet ist, so dass dieses kugelförmig gerundete Ende in der Kulisse geführt ist. Die Kulisse kann dabei die kugelförmig abgerundete Fläche des Mitnahmeelementes abtasten und zu einer Kraftübertragung nutzen. Zusätzlich kann natürlich auch eine Mantelfläche eines Bolzens zur Kraftübertragung genutzt werden. Entsprechend ist ein Aufweiten bzw. Abreiben der Kulisse erschwert, da Antriebskräfte über größere Anlageflächen übertragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Mitnahmeelement drehbar an einem insbesondere schwenkbaren Antriebshebel gelagert ist.
Ein Antriebshebel dient beispielsweise einer Umformung einer beispielsweise linearen Bewegung und ist Teil der kinematischen Kette zum Antrieb des ersten Schaltkontaktstückes. Ein schwenkbarer Antriebshebel ist um eine Achse drehbar gelagert, wobei an einem Hebelarm ein Mitnahmeelement gelagert ist. Durch eine drehbare Lagerung des Mitnahmeelementes in dem schwenkarmen Antriebshebel ist die Möglichkeit gegeben, dass Mitnahmeelement mit einer ebenen Anlagefläche auszustatten, welche an einer ebenen Flanke einer Kulisse angreift. Somit können Verkantungen, wie sie beispielsweise bei einem Überhub bzw. bei einem Umlauf des Mitnahmeelementes um die Drehachse des Antriebshebels erfolgen würden, ausgeglichen werden. Beispielsweise kann durch eine drehbare Lagerung des Mitnahmeelementes an dem Antriebshebel eine ebene Anlagefläche des Mitnahmeelementes während einer Drehbewegung des Hebels dauerhaft, beispielsweise lotrecht, senkrecht oder einer beliebig vorgegebenen Lage, ausgerichtet bleiben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Mitnahmeelement von einer abriebfesten Buchse umschlossen drehbar gelagert ist.
Das Mitnahmeelement kann von einer abriebfesten Buchse umschlossen drehbar gelagert sein. Dabei kann die Buchse zum einen winkelstarr mit dem Mitnahmeelement verbunden sein, so dass eine Drehbewegung unter Zwischenschaltung einer winkelstarr zum Mitnahmeelement fixierten Buchse an einem schwenkbaren Hebelarm erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Buchse winkelstarr am Hebelarm angeordnet ist, so dass das Mitnahmeelement innerhalb der abriebfesten Buchse drehbar angeordnet ist. Durch eine Nutzung einer Buchse ist die Möglichkeit gegeben, für den Hebelarm kostengünstiges Material einzusetzen, wohingegen im Bereich der Buchse ein abriebfestes Material eingesetzt ist. Damit sind insbesondere im Bereich des drehbar gelagerten Antriebselementes in vereinfachter Weise Kräfte in den Hebelarm einleitbar bzw. von diesem auf das Mitnahmeelement übertragbar, wobei aufgrund der Buchse ein Aufweiten bzw. ein Umformen des Antriebshebels verhindert ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest eine Anlagefläche mit einem abriebfesten Inlay ausgestattet ist.
Unabhängig von der Formgebung einer Anlagefläche kann vorgesehen sein, dass die Anlagefläche einen Einsatz aufweist, welcher aus abriebfestem Material gebildet ist. Damit kann die mechanische Widerstandskraft der Anlagefläche vergrößert werden. So kann beispielsweise eine mechanische Verstärkung der Leitbahn oder des Führungsabschnittes vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Anlagefläche der Kulisse oder des entsprechenden in die Kulisse eingreifenden Mitnahmeelementes mit einem abriebfesten Inlay ausgestattet ist. Somit ist es möglich, kostengünstige Materialien zu nutzen, wobei lediglich die Anlageflächen, an welchen Bewegtteile aneinander reiben, abriebfest ausgestattet sein müssen. Weiterhin bietet eine derartige Ausgestaltung den Vorteil, dass beispielsweise Material für das erste Schaltkontaktstück hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften ausgewählt werden kann, wobei lediglich die Abschnitte an dem ersten Schaltkontaktstück, welche aufgrund der Einleitung von Antriebskräften erhöhten mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, mit entsprechend abriebfesten Einlagen zu versehen sind. Somit ist es möglich, kostengünstig mechanisch widerstandsfähige Verbundkörper auszuformen.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die

Figur 1: einen Schnitt durch ein elektrisches Schaltgerät, die
Figur 2 bis 4: einen Bewegungsablauf eines ersten Schaltkontaktstückes bei einem Ausschaltvorgang, die
Figur 5: ein Detail eines Führungsabschnittes des ersten Schaltkontaktstückes, die
Figur 6: ein Detail einer Kulisse eines Führungsabschnittes, die
Figuren 7, 7A: die aus der Figur 5 bekannte Ausgestaltung eines Führungsabschnittes in perspektivischer Ansicht teilweise freigeschnitten, die
Figuren 8, 8A, 8B: eine erste Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes am Führungsabschnitt eines ersten Schaltkontaktstückes, die
Figuren 9, 9A: eine zweite Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes an einem Führungsabschnitt des ersten Schaltkontaktstückes, die
Figuren 10, 10A: eine dritte Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes an einem Führungsabschnitt eines Schaltkontaktstückes, die
Figuren 11, 11A: eine vierte Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes an einem Führungsabschnitt eines ersten Schaltkontaktstückes, und die
Figuren 12, 12A: eine mögliche Ausgestaltung von Anlageflächen.

Voneinander abweichende, funktionsgleiche Details der in den Figuren 1 bis 12 gezeigten Konstruktionen sind untereinander kombinierbar bzw. austauschbar.
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein elektrisches Schaltgerät. Das elektrische Schaltgerät weist ein erstes Schaltkontaktstück 1 sowie ein zweites Schaltkontaktstück 2 auf. Das erste Schaltkontaktstück 1 sowie das zweite Schaltkontaktstück 2 sind einander stirnseitig gegenüberstehend angeordnet, wobei die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 zu einer Hauptachse 3 koaxial ausgerichtet sind. In der Figur 1 ist die Darstellung des elektrischen Schaltgerätes derart gewählt, dass oberhalb der Hauptachse 3 die relativ zueinander bewegbaren Baugruppen in einer Ausschaltstellung des elektrischen Schaltgerätes dargestellt sind und unterhalb der Hauptachse 3 die relativ zueinander bewegbaren Baugruppen in der Einschaltstellung des elektrischen Schaltgerätes abgebildet sind. In der Einschaltstellung kontaktieren die Schaltkontaktstücke 1, 2 einander, in der Ausschaltstellung sind die Schaltkontaktstücke 1, 2 voneinander getrennt.
Das erste Schaltkontaktstück 1 weist einen bolzenförmigen Kontaktierungsbereich mit kreisförmigem Querschnitt auf, welcher koaxial zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Stirnseitig gegenüberstehend ist das zweite Schaltkontaktstück 2 angeordnet, wobei das zweite Schaltkontaktstück 2 einen tulpenförmig ausgestalteten Kontaktierungsbereich aufweist. Das zweite Schaltkontaktstück 2 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgeformt. Im eingeschalteten Zustand (unterhalb der Hauptachse 3) ist das erste Schaltkontaktstück 1 in das zweite Schaltkontaktstück 2 eingefahren. Es besteht zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2 eine galvanische Verbindung. Sowohl das erste Schaltkontaktstück 1 als auch das zweite Schaltkontaktstück 2 sind über eine Antriebseinrichtung 6 bewegbar. Die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 wirken bei dem elektrischen Schaltgerät nach Figur 1 als Lichtbogenkontaktstücke. Entsprechend ist dem ersten Schaltkontaktstück 1 ein erstes Nennstromkontaktstück 4 sowie dem zweiten Schaltkontaktstück 2 ein zweites Nennstromkontaktstück 5 zugeordnet. Das erste Nennstromkontaktstück 4 ist dabei ortsfest angeordnet. Entsprechend ist sowohl oberhalb der Hauptachse 3 als auch unterhalb der Hauptachse 3 keine Lageveränderung des ersten Nennstromkontaktstückes 4 erkennbar. Das zweite Nennstromkontaktstück 5 ist über die Antriebseinrichtung 6 längs der Hauptachse 3 verschiebbar. Das zweite Nennstromkontaktstück 5 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgeführt, wobei im eingeschalteten Zustand das erste Nennstromkontaktstück 6 außenmantelseitig auf dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 mit beweglichen Kontaktelementen aufliegt. Das zweite Nennstromkontaktstück 5 ist koaxial zur Hauptachse 3 ausgerichtet, wobei das zweite Nennstromkontaktstück 5 das zweite Schaltkontaktstück 2 umschließt. Das zweite Schaltkontaktstück 2 und das zweite Nennkontaktstück 5 weisen stets dasselbe elektrische Potential auf. Die in der Figur 1 gezeigten Nennstromkontaktstücke 4, 5 und Schaltkontaktstücke 1, 2 sind von einem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere einem Gas, umspült, welches innerhalb eines Kapselungsgehäuses (nicht dargestellt) unter Überdruck eingeschlossen ist.
Das erste Nennstromkontaktstück 4 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und ist koaxial zur Hauptachse 3 angeordnet. Das erste Nennstromkontaktstück 4 umgibt das erste Schaltkontaktstück 1 außenmantelseitig. Am ersten Nennstromkontaktstück 4 ist eine Abstützvorrichtung 7 angeordnet. Über die Abstützvorrichtung 7 ist das erste Schaltkontaktstück 1 innerhalb des ersten Nennstromkontaktstückes 4 positioniert und verschieblich zum ersten Nennstromkontaktstück 4 gelagert. Die Abstützvorrichtung 7 ist dabei elektrisch leitend ausgebildet, so dass zwischen dem ersten Nennstromkontaktstück 4 und dem ersten Schaltkontaktstück 1 dauerhaft eine elektrische Kontaktierung besteht. Entsprechend sind in einer Führungshülse 7a der Abstützvorrichtung 7 Gleitkontaktanordnungen 7b am ersten Schaltkontaktstück 1 angeordnet. Die Gleitkontaktanordnungen 7b gleiten im Innern der Führungshülse 7a und kontaktieren die Führungshülse 7a mit dem ersten Schaltkontaktstück 1.
An der Abstützvorrichtung 7 ist weiterhin ein Getriebeträger 8 angeordnet. Der Getriebeträger 8 weist eine Leitbahn 9 auf. Die Leitbahn 9 weist eine vorwiegend ebene Anlagefläche auf, wobei die Leitbahn 9 parallel zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Vorliegend weist die Leitbahn 9 zwei entgegengesetzt spiegelsymmetrisch zur Hauptachse 3 ausgerichtete gleichartige Anlageflächen auf, innerhalb welcher ein Führungsabschnitt 10 des ersten Schaltkontaktstückes 1 geführt ist. Die Anlageflächen der Leitbahn 9 sind jeweils als Nutboden einer U-förmig profilierten Nut ausgestaltet. Die U-förmigen Nuten sind entgegengesetzt zueinander ausgerichtet. Die Nutöffnungen sind einander zugewandt. Die Nuten sind parallel zur Hauptachse 3 angeordnet. Die Nuten sind aus gegengleichen Halbschalen zusammengefügt, wobei in zumindest einem der Nutböden ein Fügespalt verbleibt, welcher derart breit dimensioniert ist, dass ein zweiarmiger Antriebshebel 15 hindurchtauchen kann. Die Anlageflächen der Leitbahn 9 sind durch den jeweiligen Fügespalt in Längsachse zweigeteilt.
Der Führungsabschnitt 10 des ersten Schaltkontaktstückes 1 weist in radialer Richtung (quer zur Hauptachse 3) eine Verdickung (eine größere Erstreckung) gegenüber einem Schaft 11 des ersten Schaltkontaktstückes 1 auf. Der Schaft 11 ist vorliegend mit einem kreiszylindrischen Querschnitt ausgestattet und weist den Kontaktierungsbereich auf, wohingegen der Führungsabschnitt 10 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Formgebung ausgestattet ist, wobei dessen Zylinderachse lotrecht zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Die Zylinderachse des Schaftes 11 ist parallel, insbesondere deckungsgleich zur Hauptachse 3 ausgerichtet. Die Zylinderachsen von Schaft 11 und Führungsabschnitt 10 liegen rechtwinklig zueinander. Der Führungsabschnitt 10 weist zwei Anlageflächen 12 auf, die an jeweils einer Anlagefläche der Leitbahn 9 anliegen.
Die Anlageflächen 12 sind vorliegend konvex gekrümmt, wobei die Krümmungsachse im Wesentlichen lotrecht zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Entsprechend sind die konvex gekrümmten Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 jeweils um eine einzige Achse (hier um dieselbe Achse) gekrümmt angeordnet. Vorzugsweise können die Anlageflächen 12 Abschnitte einer Mantelfläche eines Kreiszylinders sein. Eine Zylinderachse dieses Kreiszylinders kann vorzugsweise die Hauptachse 3 schneidend ausgerichtet sein. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 beispielsweise jeweils in Form einer um mehrere Achsen gekrümmten Fläche ausgestaltet sind. So kann eine Anlagefläche 12 beispielsweise die Form einer Kugelkappe aufweisen.
Der Führungsabschnitt 10 weist gegenüber jeder der beiden Anlageflächen der Leitbahn 9 jeweils einen Berührungsabschnitt auf, welcher linienförmig ausgestaltet ist. Durch diese linienförmige Gestaltung ist die Reibung zwischen den Anlageflächen der Leitbahn 9 und den Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 reduziert. Vorzugsweise sollten die Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 Teile einer kreiszylinderförmigen Mantelfläche sein, wobei die Zylinderachse durch die Hauptachse 3 verläuft.
Die Leitbahn 9 weist Nuten auf, deren Nutböden jeweils eine Anlagefläche bilden. So ist ein axiales Verschieben des ersten Schaltkontaktstückes 1 in Richtung der Hauptachse 3 ermöglicht. Die Nutflanken der Nut sichern eine Positionierung der Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 in der Leitbahn 9. Analog zur gegengleichen Ausgestaltung zweier gegensinnig angeordneter Anlageflächen der Leitbahn 9, ist der Führungsabschnitt 10 spiegelsymmetrisch zur Hauptachse 3 ausgestaltet, so dass durch die Leitbahn 9 eine lineare Führung des ersten Schaltkontaktstückes 1 in Richtung der Hauptachse 3 bewirkt ist, wobei aufgrund der konvexen Formgebung der Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 ein Verkanten des Führungsabschnittes 10 an der Leitbahn 9 verhindert ist. Somit kann der Führungsabschnitt 10 linear in Richtung der Hauptachse 3 verschoben werden, wobei eine bedingte Drehbewegung im Verlauf einer Linearverschiebung des ersten Schaltkontaktstückes 1 in der Leitbahn 9 zugelassen ist.
Über eine kinematische Kette wird eine Bewegung, welche von der Antriebseinrichtung 6 abgegeben wird, auf das erste Schaltkontaktstück 1 übertragen. Zum Antrieb des ersten Schaltkontaktstückes 1 ist die Einbringung einer Kulisse 13 in das erste Schaltkontaktstück 1 vorgesehen. Die Kulisse 13 ist im zylindrisch gestalteten Führungsabschnitt 10 des ersten Schaltkontaktstückes 1 angeordnet. Bei der Kulisse 13 handelt es sich um ein durchgehendes Langloch, welches einen linearen Bahnverlauf aufweist, wobei eine Längserstreckung quer, insbesondere lotrecht zur Hauptachse 3 verläuft. In die Kulisse 13 greift ein Mitnahmeelement 14 ein. Das Mitnahmeelement 14 ist vorliegend als Bolzen ausgestaltet, welcher an einem ersten Hebelarm eines zweiarmigen Antriebshebels 15 gelagert ist. Der zweiarmige Antriebshebel 15 ist am Getriebeträger 8 und somit am ersten Nennstromkontaktstück 4 gelagert. Der zweite Hebelarm des zweiarmigen Antriebshebels 15 ist in Form einer Gabel ausgebildet. Bei einem Schwenken des Hebelarmes, ausgehend von der Einschaltstellung (unterhalb der Hauptachse 3) entgegensetzt zum Uhrzeigersinn, erfolgt eine Schwenkbewegung des am ersten Hebelarm angeordneten Mitnahmeelementes 14, wobei das Mitnahmeelement 14 durch die Kulisse 13 gleitet und an einer Flanke der Kulisse 13 entlang gleitend, eine Wandlung der Schwenkbewegung des zweiarmigen Antriebshebels 15 in eine lineare Bewegung des die Kulisse 13 aufweisenden ersten Schaltkontaktstückes 1 bewirkt. Die Einschaltstellung des ersten Schaltkontaktstückes 1 wird verlassen und in eine Ausschaltstellung des ersten Schaltkontaktstückes 1 (oberhalb der Hauptachse 3) überführt.
Der zweiarmige Antriebshebel 15 ist Teil einer kinematischen Kette, um eine Antriebsbewegung von der Antriebseinrichtung 6 auf das erste Schaltkontaktstück 1 zu übertragen.
Die Antriebseinrichtung 6 ist mit dem zweiten Schaltkontaktstück 2 sowie mit dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 verbunden. Das zweite Schaltkontaktstück 2 sowie das zweite Nennstromkontaktstück 5 sind relativ zueinander unbeweglich gelagert. Eine Bewegung des ersten Nennstromkontaktstückes 5 führt so zwangsweise zu einer Bewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 2 und umgekehrt. Das zweite Nennstromkontaktstück 5 ist mit einer Isolierstoffdüse 16 winkelstarr verbunden. Aufgrund der winkelstarren Kopplung von zweitem Nennstromkontaktstück 5 und zweitem Schaltkontaktstück 2, ist die Isolierstoffdüse 16 auch mit dem zweiten Schaltkontaktstück 2 winkelstarr verbunden. Entsprechend wird die Isolierstoffdüse 16 bei einer Bewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 2 sowie des zweiten Nennstromkontaktstückes 5 mit diesen mitbewegt. Sowohl das zweite Schaltkontaktstück 2 als auch das zweite Nennstromkontaktstück 5 als auch die Isolierstoffdüse 16 sind längs der Hauptachse 3 verschieblich gelagert. Die Isolierstoffdüse 16 ist dabei als rotationssymmetrischer Isolierstoffkörper ausgeführt, welcher zentrisch eine Isolierstoffdüsenengstelle aufweist, wobei die Isolierstoffdüsenengstelle die zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2 gebildete Schaltstrecke umschließt. Die Isolierstoffdüse 16 ist dabei derart angeordnet, dass die Isolierstoffdüse 16 von dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 zumindest abschnittsweise außenmantelseitig umgriffen ist, wobei die Isolierstoffdüse 16 das zweite Schaltkontaktstück 2 zumindest abschnittsweise umgreift. Die Isolierstoffdüse 16 überspannt die Schaltstrecke zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2.
An ihrem von dem zweiten Schaltkontaktstück 2 abgewandten Ende ist die Isolierstoffdüse 16 mit einer Antriebsstange 17 verbunden. Die Antriebsstange 17 ist vorliegend als im Wesentlichen lineares U-Profil ausgeformt, wobei der lineare Profilverlauf der Antriebsstange 17 parallel zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Die Antriebsstange 17 ist an dem Getriebeträger 8 gleitend abgestützt, wobei ein gabelförmiger Hebelarm des zweiarmigen Antriebshebels 15 in das U-Profil der Antriebsstange 17 hineinragt. Die Gabelenden des gabelförmigen Hebelarms sind dabei derart geformt, dass im Einschalt- bzw. im Ausschaltzustand der zweiarmige Antriebshebel 15 mit jeweils einem seiner Gabelenden am Boden des U-Profils der Antriebsstange 17 anschlägt und festgelegt ist. Über das Mitnahmeelement 14 und die Kulisse 13 ist eine sporadische Bewegung des ersten Schaltkontaktstückes 1 blockiert. An der Antriebsstange 17 ist ein Antriebsbolzen 18 angeordnet, welcher quer zur Hauptachse 3 ausgerichtet ist. Der Antriebsbolzen 18 ist zwischen den Flanken des U-Profils der Antriebsstange 17 gehalten. Mittels des Antriebsbolzens 18 kann bei einer Linearbewegung der Antriebsstange 17 eine Mitnahme des gabelförmigen Endes des zweiarmigen Antriebshebels 15 vorgenommen werden. Somit ist es möglich, eine Linearbewegung, welche auf das zweite Schaltkontaktstück 2 bzw. das zweite Nennstromkontaktstück 5 folglich auch auf die Isolierstoffdüse 16 und auf die Antriebsstange 17 übertragen wird, auf den Antriebsbolzen 18 zu übertragen. Während einer Bewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 2 in Richtung der Hauptachse 3 läuft der Antriebsbolzen 18 in das gabelförmige Ende eines Hebelarmes des zweiarmigen Antriebshebels 15 ein, wodurch eine Linearbewegung in eine Schwenkbewegung des zweiarmigen Antriebshebels 15 umgewandelt wird. Um ein Umschwenken des zweiarmigen Antriebshebels 15 zu ermöglichen, ist im Nutboden der Antriebsstange 17 eine Ausnehmung 20 eingebracht. Durch die Ausnehmung 20 können die Gabelenden des zweiarmigen Antriebshebels 15 aus ihren jeweiligen Blockierpositionen ausschwenken. Aufgrund der zweiarmigen Ausführung des zweiarmigen Antriebshebels 15 wird im Zusammenwirken mit dem Mitnahmeelement 14 und der Kulisse 13 an dem ersten Schaltkontaktstück 1 eine Umkehr des Richtungssinnes der Bewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 2 bewirkt, d. h., während die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 in die gleiche Richtung, nämlich längs der Hauptachse 3 bewegt werden, erfolgt dies stets mit einem umgekehrten Richtungssinn, so dass die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 aufeinander zu bewegt werden oder voneinander fortbewegt werden.
In den Figuren 2, 3 und 4 ist ein Bewegungsablauf des ersten Schaltkontaktstückes 1 von seiner Einschaltstellung (Fig. 1 unterhalb der Hauptachse 3) in seine Ausschaltstellung (Fig. 4 und Fig. 1 oberhalb der Hauptachse 3) beschrieben. Für eine Ausschaltbewegung wird von der Antriebseinrichtung 6 eine Fortbewegung des zweiten Nennstromkontaktstückes 5 sowie des zweiten Schaltkontaktstückes 2 von dem ersten Schaltkontaktstück 1 bzw. dem ersten Nennstromkontaktstück 4 bewirkt. Die galvanische Kontaktierung der beiden Nennstromkontaktstücke 4, 5 sowie der beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 soll dadurch aufgehoben werden. Die Ausschaltbewegungsrichtung der Antriebseinrichtung 6 ist in der Figur 1 durch den Pfeil 19 angedeutet. Bei einer Bewegung in Richtung des Pfeiles 19 erfolgt ein Mitnehmen der winkelstarr mit dem zweiten Schaltkontaktstück 2 sowie dem zweiten Nennstromkontaktstück 5 verbundenen Isolierstoffdüse 16. Entsprechend erfolgt auch eine Mitnahme der Antriebsstange 17 und des daran befestigten Antriebsbolzen 18. Der Antriebsbolzen 18 läuft in das gabelförmige Ende des zweiarmigen Antriebshebels 15 hinein und versetzt den zweiarmigen Antriebshebel 15 in eine Schwenkbewegung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Im Bodenbereich des U-förmigen Profils der Antriebsstange 17 ist die Ausnehmung 20 vorgesehen, durch welche das gabelförmige Ende des zweiarmigen Antriebshebels 15 bei einem Schwenkvorgang hindurchtauchen kann. Die axiale Ausdehnung der Ausnehmung 20 im Nutbereich der Antriebsstange 17 ist dabei derart bemessen, dass stets eine Sicherung der Position des Schwenkhebels auch während des Umschwenkens von seiner Einschalt- in seine Ausschaltposition gewährleistet ist, d. h., auch während eines Umschaltens von einer Einschaltposition in eine Ausschaltposition(und umgekehrt) ist die Lage des zweiarmigen Antriebshebels 15 festgelegt, so dass über die Kopplung mit dem zweiten Schaltkontaktstück 2 die Lage des ersten Schaltkontaktstückes 1 definiert ist und ein sporadisches Verschieben des ersten Schaltkontaktstückes 1 ausgeschlossen ist.
Während einer Schwenkbewegung des zweiarmigen Antriebshebels 15 wird das Mitnahmeelement 14 ebenfalls entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die Bewegung des Mitnahmeelementes 14 auf die Kulisse 13 des ersten Schaltkontaktstückes 1 übertragen wird und die Schwenkbewegung wiederum in eine lineare Bewegung gewandelt wird. Aufgrund der Ausgestaltung und Ankopplung des zweiarmigen Antriebshebels 15 erfolgt eine Umkehr des Richtungssinnes der Antriebsbewegung, welche übertragen vom zweiten Nennstromkontaktstück 5 bzw. vom zweiten Schaltkontaktstück 2 ein Schalten des elektrischen Schaltgerätes bewirkt.
Zum Ende einer Ausschaltbewegung in der Ausschaltstellung (Fig. 4; sowie Fig. 1 oberhalb der Hauptachse 3) ist das gabelförmige Ende des zweiarmigen Antriebshebels 15 wiederum im Nutboden der Antriebsstange 17 vor einem Ausschwenken gesichert. Ein Einschaltvorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Die grundsätzliche Funktion des elektrischen Schaltgerätes sowie die Wirkung des ersten Schaltkontaktstückes 1 sowie der kinematischen Kette sind zu den Figuren 1 bis 4 beschrieben. Zu den Darstellungen der Figuren 5, 6, 7, 7A, 8, 8A, 8B, 9, 9A, 10, 10A, 11, 11A, 12 und 12A sollen lediglich Möglichkeiten der Ausgestaltung des Führungsabschnittes 10 des Mitnahmeelementes 14 und weiter in diesem Bereich befindlicher Elemente näher beschrieben werden.
Die Figur 5 zeigt den Führungsabschnitt 10 des ersten Schaltkontaktstückes 1, wobei der Führungsabschnitt 10 mit konvexen Anlageflächen 12 ausgestattet ist. Die konvexen Anlageflächen 12 sind dabei jeweils Teil eines Mantels eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt. Der kreisförmige Querschnitt ist in der Figur durch die unterbrochene Volllinie symbolisiert. Die Krümmungsachse der Anlageflächen 12 läuft dabei durch die Hauptachse 3. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Leitbahn 9 über zwei gegensinnig ausgerichtete Anlageflächen verfügt, welche jeweils eben ausgeführt sind. An den ebenen Anlageflächen der Leitbahn 9 liegen die konvexen Anlageflächen 12 des Führungsabschnittes 10 des ersten Schaltkontaktstückes 1. Die Kulisse 13, welche als Langloch ausgeführt ist, das eine lineare Erstreckung aufweist, wobei das Langloch von der Krümmungsachse der konvexen Anlageflächen 21 durchsetzt ist, ist von dem Mitnahmeelement 14 durchsetzt. Das Mitnahmeelement 14 ist dabei derart gestaltet, dass dieses eine ebene Anlagefläche 22 aufweist, welche an der gegengleich ausgeformten ebenen Flanke der Kulisse 13 anliegt. Das Mitnahmeelement 14 weist zwei parallel zueinander ausgerichtete ebene Anlageflächen 22 auf, welche gleichartig mit entgegengesetzt zueinander ausgerichteten Flanken der Kulisse 13 in Eingriff stehen. Das Mitnahmeelement 14 bildet so einen Nutenstein.
Die Ausgestaltung des Mitnahmeelementes 14 ist in der Figur 6 näher dargestellt. Zu erkennen ist, dass das Mitnahmeelement 14 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die Ecken kreisrund gebrochen sind. Dabei weist das Mitnahmeelement 14 jeweils parallel zueinander ausgerichtete Anlageflächen 22 auf, die eben ausgestaltet sind und zeitgleich mit den Flanken der Kulisse 13 in Eingriff stehen. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Mitnahmeelement 14 in einer Buchse 23 gelagert ist. Die Buchse 23 ist aus abriebfestem Material gebildet, wobei die Buchse 23 winkelstarr mit dem Mitnahmeelement 14 verbunden ist. Die Buchse 23 wiederum ist drehbeweglich im zweiarmigen Antriebshebel 15 positioniert, so dass das Mitnahmeelement 14 drehbeweglich zu dem Antriebshebel 15 gelagert ist. Somit ist es möglich, dass bei einer Schwenkbewegung des Antriebshebels 15 trotz einer Führung der ebenen Anlageflächen 22 in dem linearen Langloch der Kulisse 13 kein Verkanten des Antriebselementes 14 in der Kulisse 13 auftritt.
Die Figuren 7, 7A zeigen eine perspektivische Ansicht des bekannten Führungsabschnittes 10 aus Figur 6. Im Schnitt ist insbesondere die Lage der Buchse 23 in dem zweiarmigen Antriebshebel 15 ersichtlich. Vorliegend ist die Buchse 23 winkelstarr mit dem Mitnahmeelement 14 verbunden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Buchse 23 das Mitnahmeelement 14 drehbeweglich umgreift und selbst winkelstarr im Antriebshebel 15 festgelegt ist.
Die Figuren 8, 8A, 8B zeigen eine erste Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes 14. Eine Buchse 23 weist ebene Anlageflächen 22 auf, wobei die Buchse 23 drehbeweglich am Mitnahmeelement 14 gelagert ist. Das Mitnahmeelement 14 ist an dem zweiarmigen Antriebshebel 15 ortsfest gelagert. Alternativ kann die Buchse 23 starr am Mitnahmeelement 14 befestigt sein und das Mitnahmeelement 14 drehbeweglich am zweiarmigen Antriebshebel 15 gelagert sein.
Bei den in allen Figuren gezeigten Konstruktionen ist eine Parallelführung der jeweiligen Mitnahmeelemente 14 in zwei fluchtend angeordneten Kulissen 13 vorgesehen. In einem Mittelbereich, welcher zwischen den Kulissen 13 befindlich ist, ist eine Lagerung des jeweiligen Mitnahmeelementes 14 an dem jeweiligen zweiarmigen Antriebshebel 15 vorgesehen. Bei der Ausgestaltung gemäß den Figuren 8, 8A, 8B ist in jeder der Kulissen 13 eine separate Hülse 23 geführt.
In den Figuren 9, 9A ist eine zweite Ausgestaltungsvariante eines Mitnahmeelementes 14 gezeigt. Das Mitnahmeelement 14 weist einen zentrischen Bolzen 14a auf, welcher den zweiarmigen Antriebshebel 15 durchsetzt, wobei der Bolzen 14a sich jeweils kugelkalottenförmig an seinen freien Enden über dem zweiarmigen Antriebshebel 15 erhebt. Alternativ kann der zweiarmige Antriebshebel 15 beispielsweise auch mit kugelkappenförmigen Anformungen zur Ausbildung eines Mitnahmeelementes 14 ausgeformt sein. Die kugelkappenförmigen Oberflächen des Mitnahmeelementes 14 greifen jeweils in eine lineare Nut (Kulisse 13) ein, die jeweils vorzugsweise ein halbrundes Nutprofil aufweisen. Entsprechend ist ein oberflächenvergrößerter Anlagebereich gebildet, welcher bei einem Schwenken des Antriebshebels 15 durch die nutförmigen Kulissen 13 hindurch gleitet und eine Wandlung der Schwenkbewegung des zweiarmigen Antriebshebels 15 in eine lineare Bewegung des ersten Schaltkontaktstückes 1 bewirkt. Durch die Blockierung des Antriebshebels 15 in den Endstellungen über die Gabelenden ist ein Herausbewegen des Mitnahmeelementes 14 aus den Nuten verhindert.
Die Figuren 10, 10A zeigen eine vierte Ausgestaltungsvariante basierend auf der aus den Figuren 9, 9A bekannten Ausgestaltung eines Mitnahmeelementes 14. Gemäß den Figuren 10, 10A ist vorgesehen, dass in dem zweiarmigen Antriebshebel 15 eine zylindrische Durchgangsbohrung eingebracht ist, in welche ein kugelförmiges Mitnahmeelement 14 eingelegt ist. Das kugelförmige Mitnahmeelement 14 wiederum ist in zwei fluchtenden Kulissen 13 eingelegt, welche vorzugsweise zwei gegensinnige Nuten mit gegengleicher Profilgebung aufweisen. Durch eine gegensinnige Führung des Mitnahmeelementes 14 in zwei gleichartigen Kulissen 13 ist ein Heraustreiben des kugelförmigen Mitnahmeelementes 14 aus der Durchgangsbohrung verhindert. Durch die Begrenzung des Schwenkbereiches des zweiarmigen Hebels 15 ist verhindert, dass das kugelförmige Mitnahmeelement 14 aus der Kulisse 13 herausläuft.
Die Figuren 11, 11A zeigen eine vierte Ausgestaltungsvariante des aus den Figuren 10, 10A bekannten Mitnahmeelementes 14 in Form einer Kugel, wobei hier die Verwendung zweier Kugeln vorgesehen ist, welche jeweils in einer Kulisse 13 geführt sind, wobei zur Positionierung der beiden Kugeln des Mitnahmeelementes 14 in einer Durchgangsbohrung des Antriebshebels 15 ein ringförmiges Kugellager vorgesehen ist, welches die Kugeln gegensinnig in den jeweiligen Kulissen 13 hält. Das ringförmige Kugellager führt das Mitnahmeelement 14 in radialer Richtung in der Durchgangsbohrung des Antriebshebels 15 und presst die beiden Kugeln in die jeweilige Kulisse 13.
Unabhängig von der Ausgestaltung des Mitnahmeelementes 14 ist in den Figuren 12, 12A gezeigt, dass alternativ oder zusätzlich zu einer Buchse 23 die Verwendung eines abriebfesten Einsatzes auch an den Flanken der Kulisse 13 vorgesehen sein kann. In die Flanken der Kulisse 13, welche als Anlageflächen für das Mitnahmeelement 14 dienen, können Inlays aus abriebfestem Material eingesetzt sein. Damit wird ein Ausschlagen bzw. Aufweiten der Kulisse 13 verhindert, wobei lediglich die von Abrieb bedrohten Bereiche der Kulisse 14 aus dem abriebfesten Material gefertigt sein müssen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass Anlageflächen des gabelförmigen Endes des zweiarmigen Antriebshebels 15, in welches der Antriebsbolzen 18 während einer Bewegung einfährt, mit Inlays aus abriebfestem Material ausgestattet sind. Auch hier werden die Anlageflächen des zweiarmigen Antriebshebels 15, an welchen der Antriebsbolzen 13 eingreift bzw. zur Anlage kommt, entsprechend mechanisch verstärkt, wodurch ein Aufweiten des Gabelendes des zweiarmigen Antriebshebels 15 durch Ausschlagen bzw. Abreiben erschwert ist.

Claims

Elektrisches Schaltgerät mit einem einen Führungsabschnitt (10) aufweisenden ersten Schaltkontaktstück (1) und mit einem zweiten Schaltkontaktstück (2), wobei zumindest das erste Schaltkontaktstück (1) über eine kinematische Kette zur Erzeugung einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke (1, 2) zueinander mit einer Antriebseinrichtung (6) verbunden ist und dessen Führungsabschnitt (10) verschieblich entlang einer Leitbahn (9) geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Führungsabschnitt (10) und die Leitbahn (9) Teil eines mit der kinematischen Kette verbundenen Drehschubgelenkes sind und dass der Führungsabschnitt (10) eine Anlagefläche (12) aufweist, welche an der Leitbahn (9) anliegt und die Leitbahn (9) eine Anlagefläche (12) aufweist, welche an dem Führungsabschnitt (10) anliegt, wobei zumindest eine der Anlageflächen (12) konvex gekrümmt ist.
Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Anlageflächen (12) eben ist.
Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Schaltkontaktstück (1) eine Kulisse (13) aufweist, in welche ein Mitnahmeelement (14) der kinematischen Kette eingreift, wobei das Mitnahmeelement (14) eine ebene Anlagefläche (12), welche an einer Flanke der Kulisse (13) anliegt, aufweist.
Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Schaltkontaktstück (1) eine Kulisse (13) aufweist, in welche ein Mitnahmeelement (14) der kinematischen Kette eingreift, wobei das Mitnahmeelement (14) eine sphärisch gekrümmte Fläche aufweist, welche in der Kulisse (13) geführt ist.
Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (14) drehbar an einem insbesondere schwenkbaren Antriebshebel (15) gelagert ist.
Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mitnahmeelement (14) von einer abriebfesten Buchse (23) umschlossen drehbar gelagert ist.
Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Anlagefläche mit einem abriebfesten Inlay ausgestattet ist.