EP3208819A1 - Elektrische schaltanordnung - Google Patents

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EP3208819A1
EP3208819A1 EP17151563.8A EP17151563A EP3208819A1 EP 3208819 A1 EP3208819 A1 EP 3208819A1 EP 17151563 A EP17151563 A EP 17151563A EP 3208819 A1 EP3208819 A1 EP 3208819A1
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EP
European Patent Office
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arrangement according
housing
switching arrangement
electrical switching
locking device
Prior art date
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Application number
EP17151563.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3208819B1 (de
Inventor
Chen-Xiang Chao
Markus Sulitze
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3208819A1 publication Critical patent/EP3208819A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3208819B1 publication Critical patent/EP3208819B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/20—Interlocking, locking, or latching mechanisms
    • H01H9/24—Interlocking, locking, or latching mechanisms for interlocking two or more parts of the mechanism for operating contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/20—Interlocking, locking, or latching mechanisms
    • H01H9/28—Interlocking, locking, or latching mechanisms for locking switch parts by a key or equivalent removable member
    • H01H9/285—Locking mechanisms incorporated in the switch assembly and operable by a key or a special tool
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/02—Details
    • H01H31/04—Interlocking mechanisms
    • H01H31/06—Interlocking mechanisms for interlocking between casing, cover, or protective shutter and mechanism for operating contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing

Definitions

  • An electrical switching arrangement is for example from the patent DE 103 17 735 B3 known. There, an electrical switching arrangement is described, which has a first and a second switching contact piece. The switching contact pieces are movable relative to each other, wherein a kinematic chain is used for coupling a movement on one of the switching contact pieces.
  • the local kinematic chain has an electrically insulating handle, via which, with the intermediate arrangement of a cylindrical plate, a movement can be transmitted to one of the switching contact pieces.
  • a blocking element a bolt is provided which completely penetrates the cylindrical plate and, depending on the position of the cylindrical plate with stationary recesses engageable.
  • the local locking pin is inserted in a closed position and in an open position in the cylindrical plate, whereby a backup of the relative position of the first and the second switching contact piece in a closed position or a switch-off is possible. For a movement of the switching contact piece of the locking pin is completely removed from the cylindrical plate.
  • the known electrical switching arrangement has a robust locking device to two relative positions between the first and second switching contact piece to secure.
  • An operation or operation of the locking device proves to be relatively difficult, since an operation of the electrically insulating handle and a removal or insertion of the local locking pin is to be coordinated independently by the respective operator. Accordingly arise during switching the known electrical switching arrangement situations in which a certain switching position of the switching contact pieces is to be secured relative to each other, however, the timing of the backup of a coordination of the operation of the handle and the locking pin depends. In addition, only two predetermined relative positions of the switching contact pieces can be secured by means of the locking device.
  • this object is achieved in an electrical switching arrangement of the type mentioned above in that the locking element can lock at least one machine element of the kinematic chain in different positions while maintaining the switching state of the switching contact pieces.
  • An electrical switching arrangement serves to switch a current path.
  • relatively movable switching contact pieces are used.
  • at least one of the switching contact pieces is connected to a kinematic chain.
  • the kinematic chain connects at least one of the switching contact pieces with a drive device to generate a movement.
  • the drive device may be part of the kinematic chain.
  • An electrical switching arrangement can be, for example, a circuit breaker, as it can be used, for example, in a leakage current path of a surge arrester.
  • a leakage path has an impedance variable Control with in particular non-linear characteristic.
  • the leakage current path connects a phase conductor to be protected with ground potential, it being possible for the leakage current path to be switched through or interrupted as a function of a voltage drop across the variable-impedance control element.
  • the phase conductor can be protected by the surge arrester.
  • the phase conductor or its electrical insulation can be protected from damage by overvoltages.
  • phase conductors can be part of high-voltage devices, such. As transformers, switchgear, etc. be. When a limit voltage is exceeded, a breakdown or an overstressing of the electrical insulation of the phase conductor may occur. Especially for not self-healing isolations, such. As solid insulation, this can lead to irreparable damage to the electrical insulation.
  • the impedance-variable control element can have a rated voltage.
  • the rated voltage of the impedance-variable control element can be designed to correspond to the limit voltage of the phase conductor, so that when the limit voltage at the phase conductor is exceeded, the impedance variable control has a low impedance behavior, whereas if the limit voltage falls below a high-impedance behavior of the impedance variable control element is present.
  • a voltage limitation which can be achieved by a surge arrester arrangement, in particular electrical insulation of the phase conductor can be protected.
  • variable-impedance control for example, a varistor can be used.
  • a varistor is a non-linear resistor which changes its impedance as a function of an applied voltage.
  • Varistors can be designed as a semiconductor, for example, as needed. It can be provided that metal oxides for forming a varistor be used. In particular, zinc oxide varistors have proven to be powerful.
  • To increase the load capacity for example, several blocks of zinc oxide elements can be clamped together, so that the dielectric strength of the varistor is increased.
  • a plurality of impedance-variable control elements for example a plurality of columns of zinc oxide elements stacked on top of each other, can also be electrically connected in parallel.
  • an electrical switching arrangement in Ableitstrompfad, d. H. preferably be used in series with an impedance variable control element.
  • the switching arrangement of the Ableitstrompfad is electrically interrupted, so that the protective effect of the impedance variable control element is repealed.
  • the electrical switching arrangement can be positioned at the high-voltage end or at the earth-side end of the discharge flow path.
  • a kinematic chain By means of a kinematic chain, an actuation of relatively movable switching contact pieces of the electrical switching arrangement can be made. Depending on the location of the switching contact pieces or their electrical potentials can be provided that the kinematic chain has electrically insulating portions, in particular to prevent short circuiting of the impedance variable control element.
  • the switching state of the switching arrangement can preferably be secured in defined switching positions of the relatively movable switching contact pieces.
  • a fuse of the relative position of the switching contact pieces is made.
  • a backup of the position of the switching contact pieces takes place.
  • a locking device to be used should be dimensioned such that a driving force to be transmitted via the kinematic chain can be received by the locking device, so that reliable blocking of movement is ensured or transmission of a force via the kinematic chain is prevented
  • a blocking element of the locking device can be moved into a movement path of a machine element of the kinematic chain, so that a blocking of a movement of the machine element takes place, for example, by striking a blocking shoulder against the blocking element and the machine element or the kinematic chain is fixed.
  • the locking device is designed such that the blocking element can block different layers of the machine element to be blocked in the presence of one and the same switching state, it can be deviated from the fact that only a single position of the kinematic chain can be fixed. Accordingly, a blocking of a movement of the kinematic chain can be carried out in smaller increments, since multiple engagement of the blocking element on the machine element is possible.
  • a spindle drive is part of the kinematic chain, wherein a rotation of a machine element driving the spindle and consequent axial displacement of a seated on the spindle nut can be made.
  • a reaction of movements starting from the switching contact pieces by the spindle drive may already be blocked, so that the locking device of forces that could emanate from the switching contact pieces, is already decoupled.
  • the locking device essentially serves to prevent one the switching contact pieces acting drive movement, which would be transmitted via the kinematic chain.
  • a translation of a movement is further given, which provides sufficient clearance in the kinematic chain, so that the blocking element can lock various layers of the machine element, which leads to no change in the switching state of the electrical circuit arrangement.
  • the locking element could engage in a recess of the machine element, wherein the machine element may have a plurality of locking shoulders, which can be brought into succession depending on the dependence of the position of the machine element with the locking element in engagement.
  • a positive locking of the machine element via the blocking element is made possible.
  • To form a locking shoulder can be provided that the machine element has a recess into which the locking element can engage, so that there is a blockage of the movement of the machine element.
  • a blocking shoulder can be designed in such a way that it rises from a surface as an elevation (for example, a projecting edge). It can be provided that locks a locking device with a game depending on the configuration of the locking shoulder, which allows a smooth locking and unlocking the locking element. Furthermore, the locking device can also be designed such that only a locking takes place in a sense of direction, wherein a movement of the machine element is permitted in a reversal of direction. It can also be provided that the locking device is designed such that a complete blocking of any movement of the machine element and consequently the kinematic chain is present at a blocking locking device.
  • a further advantageous embodiment may provide that the blocking element engages a rotatably mounted machine element.
  • a rotatably mounted machine element has the advantage that the machine element rests in a pivot bearing, wherein by a rotation several times (possibly more) locking shoulder (s), which can cooperate with a blocking element, can be guided past the blocking element.
  • This makes it possible to provide a plurality of locking shoulders on the blocking element, and thus to secure the machine element in different relative positions.
  • a rotation of the machine element so, for example, depending on the location and the number of locking shoulders to be provided in the locked state a movement play be allowed.
  • a coarse or finer setting of different layers of the machine element can be made.
  • a further advantageous embodiment may provide that the blocking element is actuated by means of a tool, in particular a key.
  • a tool By using a tool, it is possible to control the force required to operate the locking device. By means of the tool, an increased force effect or a reduction of the force effect can be made. Furthermore, it can be made by the use of a tool a backup that only in the possession of the tool located personnel operating the locking device and consequently also an operation of the electrical circuit arrangement is possible.
  • the tool can be designed, for example, in the form of a key, so that an increased safety in the operation of the electrical switching arrangement or the locking device is given.
  • a further advantageous embodiment can provide that the locking device is accessible on the shell side in a substantially rotationally symmetrical drive housing.
  • a rotationally symmetrical drive housing has the advantage that a simple production of the same is possible. Furthermore, projection-free structures are provided on the shell side, so that mechanical damage to the drive housing is made more difficult.
  • the drive housing can, for example, receive a transmission which is part of the kinematic chain. For example, movements can be initiated on the drive housing in order to set the kinematic chain in motion.
  • a crank which allows manual coupling of a movement on the kinematic chain, wherein within the drive housing, for example, a transmission of the kinematic chain can be arranged, whereby a reduction and / or translation of the movement is possible.
  • a shell-side positioning of an access to the locking device has the advantage that, for example, a front end coupling of the movement can be made for example by means of a crank.
  • the rotational movement can preferably be coupled approximately centrically into a substantially rotationally symmetrical drive housing.
  • a shell-side access is advantageous to avoid overlapping movements.
  • a drive movement can be reliably introduced into the kinematic chain on the face side, as well as on the shell side, if necessary, an actuation of the locking device.
  • a tool holder for receiving the tool for actuating the locking device can be used on the shell side.
  • a lock for a tool in the form of a key coat side be arranged in the drive housing.
  • a shell-side control surface is covered in the drive housing by a need to be arranged protective cap.
  • the tool is to be attached on the shell side to a substantially rotationally symmetrical drive housing.
  • a tool can be inserted on the shell side into a rotationally symmetrical drive housing.
  • a perpendicular application of the tool can be provided relative to the axis of rotation of the drive housing.
  • the blocking element from the radial direction with respect to a rotation axis of the machine element is movable.
  • a radial direction with respect to an axis of rotation of a machine element is designed to be favorable, since in the circumferential direction of the machine element now meshing of a blocking element and a locking shoulder is made possible.
  • the machine element can be aligned with its axis of rotation in alignment with a rotational axis of a rotationally symmetrical drive housing. In this case, a coat-side alignment of the operating axis or the approach direction of a tool can be achieved in a simple manner.
  • the machine element is a shaft.
  • a shaft is a rotatably mountable machine element which has a rotation axis.
  • a shaft can be around the axis of rotation rotate, so that in particular from a radial direction with respect to the axis of rotation of the shaft, a blocking element can interact with the shaft.
  • the shaft can have at least one corresponding blocking shoulder.
  • a locking shoulder may form on the shaft (eg profiled shaft) through a recess in the shaft or through a locking shoulder on the shaft.
  • the shaft can be performed, for example, sections as a spindle, polygonal, cranked and so on.
  • a further advantageous embodiment can provide that the shaft is mounted on a first and a second axially challenged bearing point, wherein the locking element engages between the two bearing points.
  • a bearing on a shaft at two bearing points allows safe guidance of the shaft and a play-free rotation of the same.
  • the locking element can act between the bearing points.
  • the bearing points serve as axial stops in order to secure the shaft in its position.
  • ball bearings can be used, which can take over an axial blocking of the mobility of the shaft.
  • a further advantageous embodiment can provide that the blocking element engages in a recess of the machine element.
  • a recess in the machine element makes it possible to form a locking shoulder on the shaft or on the machine element, with which the blocking element can cooperate and unfold its blocking effect.
  • a recess may cause a change in cross section of the machine element or the shaft.
  • the shaft may have a multi-surface, for example, a square or hexagonal structure in sections, so that several at the periphery of the shaft Shoulders are formed, with which the locking element can cooperate.
  • the shaft may also have a blind hole-like recess in which the locking element can engage.
  • a recess complementary to the blocking element formed recess should be introduced into the machine element.
  • the axes should be aligned in the locking shoulder substantially radially or tangentially or at right angles to the rotational axis of the machine element.
  • a further advantageous embodiment can provide that the shaft has a cross-sectional reinforcement in the region of the attack of the blocking element.
  • this cross-sectional reinforcement can also serve to limit an axial displaceability of the machine element, in particular a shaft.
  • flanking bearing points for the shaft or the machine element can be located in the connection or the cross-sectional reinforcement, wherein the bearing points allow, for example, a rotational movement of the machine element, but prevent an axial movement.
  • a further advantageous embodiment may provide that the locking device is arranged on a housing of a switchgear.
  • a housing of a switchgear serves a mechanical delimitation of the switchgear.
  • the switchgear on a switching arrangement, which in particular has relatively movable switching contact pieces.
  • the switching arrangement should be arranged at least partially within the housing.
  • the housing surrounds and limits the switching arrangement.
  • the switching arrangement as described above, be arranged in a Ableitstrompfad with a surge arrester.
  • An impedance variable control element may be at least partially disposed within the housing. Consequently, a discharge flow path can also be arranged at least partially within the housing.
  • the housing itself may, if necessary, be designed to be electrically conductive or electrically insulating and, in turn, to have various types of electrical potential. In an electrically conductive housing this should preferably lead ground potential.
  • the locking device may for example be mounted on a drive housing, wherein the drive housing is attached to the housing of the switchgear.
  • the drive housing can be flanged with the housing of the switchgear. This is advantageous to be able to carry out repairs easily and inexpensively.
  • a further advantageous embodiment may provide that the housing is a pressure vessel.
  • a pressure vessel is a container which can make a hermetic enclosure of a medium, wherein the medium can be placed under the housing or under pressure.
  • an electrically insulating fluid may be arranged, which is an electrical Isolation of located within the pressure vessel electrically conductive sections takes over.
  • the switching contact pieces can be electrically insulated by the electrically insulating fluid.
  • the electrically insulating fluid can flow around the switching contact pieces.
  • Fluorine compounds such as sulfur hexafluoride, fluoroketones and fluoronitriles have proven particularly suitable as electrically insulating fluids.
  • other fluids such as carbon dioxide, nitrogen, purified air, etc. may also be used.
  • the fluids can be present in the gaseous state within the pressure vessel.
  • the fluid is arranged in the liquid state or partially gaseous and partially liquid within the housing.
  • the formation of a fluid-tight housing, but not zwangszweise pressure-resistant housing further has the advantage that at least a trapping of a fluid is possible without the unwanted volatilization of the same is to be feared.
  • a further advantageous embodiment can provide that in the housing at least partially a surge arrester, in particular with a separator is arranged.
  • a surge arrester arrangement has a surge arrester.
  • surge for example, a non-linear impedance variable control such.
  • varistor can be used.
  • the surge arrester is part of a leakage current path, which extends in particular between a phase conductor to be protected towards a ground potential.
  • a separating device can be arranged in the discharge flow path.
  • the separating device can also be referred to as electrical circuit arrangement, which has a first and a second relatively movable switching contact piece.
  • the FIG. 1 shows an electrical circuit arrangement in section.
  • the electrical switching arrangement has a housing 1.
  • the housing 1 is formed substantially hollow cylindrical and has a substantially circular cross-section.
  • the housing 1 extends coaxially to an axis 2.
  • the housing 1 has a metal base body which carries ground potential.
  • An end face of the main body of the housing 1 is formed by an electrically insulating disk insulator 3.
  • the housing 1 itself is designed as a fluid-tight housing 1, so that the interior of the housing 1 can be filled with an electrically insulating fluid, the housing 1 prevents unintentional volatilization of the filled fluid. Electrically conductive sections of the housing 1 have ground potential.
  • the housing 1 receives in its interior substantially in the direction of the axis 2 in alignment with a surge arrester 4.
  • the surge arrester 4 serves as a variable-impedance control element, which has a variable impedance behavior as a function of an electrical voltage applied across it.
  • the surge arrester 4 is a non-linear impedance element.
  • the surge arrester 4 based on metal oxides, in particular be constructed of zinc oxides. For example, a plurality of metal oxide blocks stacked one above the other can be electrically contacted with one another and connected to form a mechanically stable dressing.
  • the surge arrester 4 is part of a Ableitstrombahn, which leads a high-voltage side end 5, for example, high voltage potential.
  • phase conductor which in the FIG. 1 is not shown, electrically contacted via a phase conductor portion with the high-voltage side end 5 of the surge arrester 4.
  • the phase conductor section crosses the disk insulator 3 in a fluid-tight manner.
  • the surge arrester 4 is held mechanically relative to the housing 1.
  • the surge arrester 4 has an earth-side end 6 facing away from the high-voltage end 5.
  • a first switching contact piece 7 and a second switching contact piece 8 are arranged in the Ableitstrombahn.
  • the two switching contact pieces 7, 8 are part of a switching arrangement and movable relative to each other.
  • the first switching contact piece 4 is formed sleeve-shaped and in turn permanently contacted with the ground-side end 6 of the surge arrester 4.
  • the second switching contact piece 8 is movably mounted and formed bolt-shaped, wherein the cross section of the second switching contact piece 8 is shaped complementary to the socket opening of the first switching contact piece 7.
  • the second switching contact piece 8 is permanently subjected to ground potential and is used in a galvanic contacting with the first switching contact piece 7 a transmission of ground potential on the first switching contact piece 7 and on the earth-side end 6 of the surge arrester 4.
  • the second switching contact piece 8 in a slide bushing 9 is displaceable stored.
  • the sliding bushing 9 in turn is mounted on the housing 1, in particular on the portion of the housing 1, which ground potential leads, so that a simple loading of the sliding bushing 9 is enabled with ground potential.
  • a further embodiment can provide that an arrangement of the relatively movable switching contact piece 7, 8 takes place at the high voltage end 5 of the surge arrester. Regardless of a position of the switching contact pieces 7, 8, an electrical series connection between the surge arrester 4 and the relatively movable switching contact pieces 7, 8 should be provided in the course of Ableitstrombahn.
  • a drive arrangement 10 is arranged on the housing 1.
  • the drive assembly 10 may be part of a kinematic chain, by means of which a movement which is generated outside the housing 1, implemented and transmitted through a wall of the housing 1 on at least one of the two switching contact pieces 7, 8.
  • a passage of the kinematic chain is preferably provided by the housing 1 such that a maintenance of a fluid-tightness of the passed wall is ensured.
  • the kinematic chain has a drive crank 11, by means of which a rotation can be performed manually. The rotation of the drive crank 11 is transmitted to a first spindle 12, which in turn is in turn connected to a shaft 13.
  • the shaft 13 is intended to pass through a wall of the housing 1 and to allow a fluid-tight movement of the kinematic chain.
  • the shaft 13 is connected to the inside of the housing 1 with a second spindle 14.
  • the second spindle 14 is encompassed by a thread of the second contact piece 8.
  • the second contact piece 8 is axially displaceably mounted and guided against rotation, so that a rotation of the second spindle leads to an axial movement of the second switching contact piece 8.
  • the drive assembly 10 has a drive housing 15.
  • the in the FIG. 1 shown drive assembly 10 is in an enlargement in the FIG. 2 displayed.
  • the drive assembly 10 has a skeleton 16, which is designed substantially hollow cylindrical.
  • a first end face of the skeleton 16 is provided with an annular flange, via which the skeleton 16 is flanged to the housing 1.
  • the first end face of the skeleton 16 is further partially closed with a retracted annular shoulder 17.
  • the annular shoulder 17 defines a reduced diameter relative to the cross section of the skeleton 16 recess.
  • a bearing and sealing package 18 is pressed for the shaft 13 against a contact shoulder 19 of the housing 1.
  • the bearing and seal package 18 has axially spaced ball bearings 20, between which two radial seals 21 are arranged.
  • the bearing and sealing package 18 is held and pressed between the contact shoulder 19 in the traversed wall of the housing 1 and the retracted annular shoulder 17, so that an axial securing of the position of the shaft 13 is given.
  • About the radial seals 21 is a seal of the shaft 13 against the traversed wall of the housing 1, so that a rotation of the shaft 13 in a sealed manner is possible.
  • the fluid tightness of the traversed wall of the housing 1 is maintained.
  • the shaft 13 is connected via clutches 22 frontally with the first spindle 12 and the second spindle 14. About the clutches 22, a rotational movement of the spindles 12, 14 are transmitted via the shaft 13 away.
  • a movable switch position detector On a thread of the first spindle 12 is seated on a movable switch position detector, which the switching states 0 and I of the switching contact pieces 7, 8 images.
  • the positions 0 and I of the switch position detector can be optically detected via recesses on the basic frame 16.
  • there are signal contacts for mapping the switch positions 0 and I which are operated by the switch position detector.
  • the drive housing 15 is connected to the skeleton 16.
  • 16 threaded bores are introduced frontally into the tubular element of the skeleton, via which a bottom portion of the cup-shaped drive housing 15 is screwed.
  • a pipe socket-like recovery 23 is provided in the bottom portion.
  • the pipe socket like retraction 23 serves to support the second spindle 14, so that the second spindle 14 is supported on the one hand via the bearing and seal assembly 18 of the shaft 13 and the intermediate coupling 22 and on the other hand to the pipe socket-like recovery 23.
  • ball bearings 20 are again inserted into the pipe socket-like recovery 23, which in turn are positioned axially spaced from each other.
  • the first spindle 12 acts as a shaft.
  • the first spindle 12 / shaft has a cross-sectional enlargement.
  • the cross-sectional enlargement is formed such that on the one hand an axial bearing for the ball bearing 20 is given, the possibility is given about the cross-sectional enlargement, radially aligned recesses 24 in the first spindle 12 / shaft or in the quer bainsver bathrten portion of the spindle 12 / shaft contribute.
  • the dimensioning of the cross-sectional enlargement and the radial immersion depth of the radially aligned recesses 24 is selected such that the weakening of the cross section through the radially aligned recesses 24 is such that in the axial direction of the axis 2, a constant cross section of the first spindle 12 / shaft is maintained.
  • the spindle 12 / shaft is held free of threads, so that a play-free pivot bearing of the first spindle 12 / shaft also on the pipe socket-like collection 23 is possible.
  • a multi-piece configuration may be provided, wherein the spindle 12 via a coupling, for example with a separate shaft, which one of the FIG. 2 has substantially corresponding cross-section, is connected to achieve a storage at the pipe socket-like recovery 23.
  • the radially aligned recesses 24 provide locking shoulders on the first spindle 12 / shaft.
  • the first spindle 12 / shaft as part of the kinematic chain is able to block movement of the kinematic chain.
  • a locking device 25 is provided.
  • the locking device 25 passes through aligned openings, which shell side in the cup-shaped drive housing 15, the substantially hollow cylindrical skeleton 16 and the pipe socket-like recovery 23 are introduced.
  • the respective recesses are arranged substantially aligned, so that an aligned extension is present substantially in the radial direction to the axis 2.
  • the locking device 25 has a locking element 26, which is formed substantially bolt-shaped.
  • the blocking element 26 has at its end facing the radially aligned recesses 24 a shape complementary to the cross section of the radially aligned recesses 24.
  • the radially aligned recesses 24 may have a circular cross-section, accordingly, the blocking element 26 at its, the radially aligned recesses 24 end facing a complementary complementary circular cross-section.
  • the blocking element 26 is spring-loaded on the pipe socket-like recovery 23 supported.
  • a force effect the spring 27 on the blocking element 26 is aligned such that the blocking element 26 is pushed away from the radially aligned recesses 24.
  • the locking device 25 has a guide sleeve 28.
  • the guide sleeve 28 is fixedly inserted into the recesses of the drive housing 15 and the skeleton 16, so that the blocking element 26 can slide in the guide sleeve 28.
  • the direction of movement or displacement direction of the blocking element 26 is aligned substantially radially with respect to the axis 2.
  • a tool holder 29 is provided at the end of the bolt of the blocking element 26, which faces away from the radially aligned recesses 24.
  • the tool holder 29 may for example have a shape coding, in which a corresponding tool can be used.
  • the tool holder 29 may be designed in the manner of a polygonal recess of a colored beard or the like, so that actuation of the blocking element 26 can be carried out via the tool holder 29 only by means of a tool that can be fitted or inserted in a complementary manner.
  • a tool for example, triangular key, square key, Buntbart achievel, profile key, etc. have proven.
  • an axial displacement of the blocking element 26 can be superimposed by an at least partial rotation thereof.
  • a rotation can be forced, for example, by a link 32, in which a scanning element 31 is guided. Through the gate 32 can be made a forced operation of the locking element 26 and a position assurance.
  • the areas of the blocking device 25 which are accessible outside the drive housing 15 can be spanned by a protective cap 30.
  • the protective cap 30 may for example be made of an insulating material and allow an elastomeric overvoltage of the locking device 25. It can, however Also be provided that a correspondingly complex structured flap-like overvoltage acts as a protective cap 30.
  • FIG. 3 shows a section through the locking device 25, the FIG. 4 shows a partial cutout of the locking device 25.
  • the blocking element 26 is shown in its blocking position, the blocking element 26 engaging in one of the radially aligned recesses 24 and blocking rotation of the drive crank 11 via the locking shoulders of the radially aligned recess 24.
  • the blocking element 26 Radially to the displacement axis of the blocking element 26, the blocking element 26 is provided with a bolt 31, which acts as a scanning element.
  • the bolt 31 protrudes into a slot 32 and is forcibly guided in the gate 32.
  • the link 32 in this case has a substantially U-shaped course, so that in each case an end position of the blocking element 26 is fixed to the free legs of the U-profile.
  • the free legs extend substantially transversely to the axis of movement of the locking element 26.
  • alternative embodiments of the link can be provided, which preferably allows a setting of the locking element 26 via the bolt 31.
  • a plurality of radially aligned recesses 24 are positioned in the region of the diameter enlargement.
  • 8, 6, 4 or other numbers of radially aligned recesses 24 may preferably be arranged on the first spindle 12 / shaft.
  • the maximum step width of a drive lever 11 is variable, which is necessary up to a possible blocking or possible retraction of the blocking element 26 into a radially aligned recess 24.
  • An advantage of positioning a locking device 25 at least partially within a drive housing 15 is that relatively movable parts such as the blocking element 26, the spring 27 are mounted in a protected area of the drive housing 15. Only an areal small area of the locking device 25 is visible on the casing side on the drive housing 15. By using a protective cap 30, its contamination as well as the contamination of lying in the interior of the drive housing 15 sections can be prevented.

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Abstract

Eine elektrische Schaltanordnung weist ein erstes sowie ein zweites Schaltkontaktstück (7, 8) auf. Die Schaltkontaktstücke (7, 8) sind relativ zueinander bewegbar. Über eine kinematische Kette (11, 12, 13, 14) ist eine Bewegung auf zumindest eines der Schaltkontaktstücke (7, 8) einkoppelbar. Ein Sperrelement (26) einer Sperreinrichtung (25) vermag zumindest ein Maschinenelement (12) der kinematischen Kette in verschiedenen Lagen zu sperren, wobei der Schaltzustand der elektrischen Schaltanordnung im Wesentlichen unverändert bleibt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltanordnung aufweisend
    • ein erstes Schaltkontaktstück und ein zweites Schaltkontaktstück, welche relativ zueinander bewegbar sind,
    • eine kinematische Kette zur Einkoppelung einer Bewegung auf zumindest eines der Schaltkontaktstücke sowie
    • eine Sperreinrichtung mit einem Sperrelement für ein Sperren einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke.
  • Eine elektrische Schaltanordnung ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 103 17 735 B3 bekannt. Dort ist eine elektrische Schaltanordnung beschrieben, welche ein erstes sowie ein zweites Schaltkontaktstück aufweist. Die Schaltkontaktstücke sind relativ zueinander bewegbar, wobei eine kinematische Kette zur Einkoppelung einer Bewegung auf eines der Schaltkontaktstücke genutzt wird. Die dortige kinematische Kette weist einen elektrisch isolierenden Handgriff auf, über welchen unter Zwischenanordnung einer zylindrischen Platte eine Bewegung auf eines der Schaltkontaktstücke übertragen werden kann. Als Sperrelement ist ein Bolzen vorgesehen, welcher die zylindrische Platte vollständig durchsetzt und je nach Lage der zylindrischen Platte mit ortsfesten Ausnehmungen in Eingriff bringbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der dortige Sperrbolzen in einer Einschaltstellung sowie in einer Ausschaltstellung in die zylindrische Platte einsetzbar ist, wodurch auch eine Sicherung der Relativlage des ersten sowie des zweiten Schaltkontaktstückes in einer Einschaltstellung bzw. einer Ausschaltstellung möglich ist. Für eine Bewegung des Schaltkontaktstückes ist der Sperrbolzen vollständig aus der zylindrischen Platte zu entfernen.
  • Die bekannte elektrische Schaltanordnung weist eine robuste Sperreinrichtung auf, um zwei Relativlagen zwischen erstem und zweitem Schaltkontaktstück zu sichern. Eine Betätigung bzw. Bedienung der Sperreinrichtung erweist sich jedoch als relativ schwierig, da ein Bedienen des elektrisch isolierenden Handgriffes sowie ein Entnehmen bzw. Einsetzen des dortigen Sperrbolzens durch den jeweiligen Bediener selbstständig zu koordinieren ist. Entsprechend entstehen während eines Schaltens der bekannten elektrischen Schaltanordnung Situationen, in welchen eine bestimmte Schaltstellung der Schaltkontaktstücke relativ zueinander zu sichern ist, jedoch der Zeitpunkt der Sicherung von einer Koordinierung der Bedienung des Handgriffes sowie des Sperrbolzens abhängt. Zusätzlich können lediglich zwei vorgegebene Relativlagen der Schaltkontaktstücke mittels der Sperreinrichtung gesichert werden.
  • Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Schaltanordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass eine vereinfachte und sicherere Bedienung der Sperreinrichtung ermöglicht ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer elektrischen Schaltanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Sperrelement bei gleichbleibendem Schaltzustand der Schaltkontaktstücke zumindest ein Maschinenelement der kinematischen Kette in verschiedenen Lagen sperren kann.
  • Eine elektrische Schaltanordnung dient einem Schalten einer Strombahn. Dazu werden beispielsweise relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke eingesetzt. Zur Erzeugung einer relativen Bewegung ist zumindest eines der Schaltkontaktstücke mit einer kinematischen Kette verbunden. Die kinematische Kette verbindet zumindest eines der Schaltkontaktstücke mit einer Antriebseinrichtung, um eine Bewegung zu erzeugen. Die Antriebseinrichtung kann Teil der kinematischen Kette sein. Eine elektrische Schaltanordnung kann beispielsweise ein Trennschalter sein, wie er beispielsweise in einer Ableitstrombahn eines Überspannungsableiters Verwendung finden kann. Eine Ableitstrombahn weist ein impedanzveränderliches Steuerelement mit insbesondere nichtlinearer Charakteristik auf. Die Ableitstrombahn verbindet dabei einen zu schützenden Phasenleiter mit Erdpotential, wobei in Abhängigkeit eines Spannungsfalls über dem impendanzveränderlichen Steuerelement die Ableitstrombahn durchgeschaltet oder unterbrochen sein kann. Entsprechend kann der Phasenleiter durch den Überspannungsableiter geschützt werden. Insbesondere kann der Phasenleiter bzw. dessen elektrische Isolation vor Beschädigungen durch Überspannungen geschützt werden. Phasenleiter können beispielsweise Bestandteil von Hochspannungsgeräten, wie z. B. Transformatoren, Schaltanlagen usw. sein. Bei einem Überschreiten einer Grenzspannung kann es zu einem Durchschlagen bzw. einem Überbeanspruchen der elektrischen Isolation des Phasenleiters kommen. Insbesondere bei nicht selbst heilenden Isolationen, wie z. B. Feststoffisolation, kann dies zu irreparablen Schäden der elektrischen Isolation führen. Durch eine Ableitstrombahn mit Impedanzelement kann dem entgegengewirkt werden. Dazu kann das impedanzveränderliche Steuerelement eine Bemessungsspannung aufweisen. Die Bemessungsspannung des impedanzveränderlichen Steuerelementes kann zu der Grenzspannung des Phasenleiters korrespondierend ausgelegt sein, so dass bei einem Überschreiten der Grenzspannung am Phasenleiter das impedanzveränderliche Steuerelement ein niederimpedantes Verhalten aufweist, wo hingegen bei einem Unterschreiten der Grenzspannung ein hochimpendantes Verhalten des impedanzveränderlichen Steuerelementes vorliegt. Durch eine Spannungsbegrenzung, welche durch eine Überspannungsableiteranordnung erzielt werden kann, können insbesondere elektrische Isolationen des Phasenleiters geschützt werden.
  • Als impedanzveränderliches Steuerelement kann beispielsweise ein Varistor eingesetzt werden. Ein Varistor ist ein nichtlinearer Widerstand, welcher in Abhängigkeit einer anliegenden Spannung seine Impedanz verändert. Varistoren können je nach Bedarf beispielsweise als Halbleiter ausgeführt sein. Es kann vorgesehen sein, dass Metalloxide zur Ausbildung eines Varistors eingesetzt werden. Insbesondere haben sich Zinkoxidvaristoren als leistungsstark erwiesen. Zur Steigerung der Belastbarkeit können beispielsweise mehrere Blöcke von Zinkoxidelementen miteinander verspannt werden, so dass die Spannungsfestigkeit des Varistors vergrößert ist. Um die Stromtragfähigkeit zusätzlich zu vergrößern, können auch mehrere impedanzveränderliche Steuerelemente, beispielsweise mehrere Säulen übereinander gestapelter Zinkoxidelemente, elektrisch parallel geschaltet werden.
  • Im Falle von Prüfungen kann es beispielsweise nötig sein, den Phasenleiter mit einer Überspannung zu beaufschlagen, welcher zu einem Durchschalten des Ableitstrompfades durch das impedanzveränderliche Steuerelemente führen würde. Für diesen Fall kann beispielsweise eine elektrische Schaltanordnung im Ableitstrompfad, d. h. bevorzugt in Reihe zu einem impedanzveränderlichen Steuerungselement eingesetzt werden. Mittels der Schaltanordnung ist der Ableitstrompfad galvanisch unterbrechbar, sodass die Schutzwirkung des impedanzveränderlichen Steuerelementes aufgehoben ist. Dabei kann die elektrische Schaltanordnung am hochspannungsseitigen Ende oder auch am erdseitigen Ende der Ableitstrombahn positioniert werden. Mittels einer kinematischen Kette kann eine Betätigung von relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken der elektrischen Schaltanordnung vorgenommen werden. Je nach Ort der Schaltkontaktstücke bzw. deren elektrischen Potentialen kann vorgesehen sein, dass die kinematische Kette elektrisch isolierende Abschnitte aufweist, um insbesondere ein Kurzschließen des impedanzveränderlichen Steuerelementes zu verhindern.
  • Der Schaltzustand der Schaltanordnung kann bevorzugt in definierten Schaltlagen der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke gesichert werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Ausschaltzustand der Schaltkontaktstücke eine Sicherung der Relativlage der Schaltkontaktstücke vorgenommen wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass im Einschaltzustand der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke eine Sicherung der Lage der Schaltkontaktstücke erfolgt. Dabei sollte eine einzusetzende Sperreinrichtung derart dimensioniert werden, dass eine über die kinematische Kette zu übertragende Antriebskraft von der Sperreinrichtung aufgenommen werden kann, so dass ein zuverlässiges Blockieren einer Bewegung gewährleistet bzw. eine Übertragung einer Kraft über die kinematische Kette verhindert ist
  • Beispielsweise kann ein Sperrelement der Sperreinrichtung in eine Bewegungsbahn eines Maschinenelementes der kinematischen Kette bewegt werden, so dass ein Sperren einer Bewegung des Maschinenelementes beispielsweise durch ein Anschlagen einer Sperrschulter an das Sperrelement erfolgt und das Maschinenelement bzw. die kinematische Kette festgelegt ist. Ist nunmehr die Sperreinrichtung derart ausgebildet, dass das Sperrelement bei einem Vorliegen ein und desselben Schaltzustandes verschiedene Lagen des zu blockierenden Maschinenelementes blockieren kann, so kann davon abgewichen werden, dass lediglich eine einzige Position der kinematischen Kette festlegbar ist. Entsprechend kann ein Sperren einer Bewegung der kinematischen Kette in kleineren Schrittweiten erfolgen, da ein mehrfaches Angreifen des Sperrelementes an dem Maschinenelement möglich ist. So können beispielsweise auf Grund von Spielpassungen innerhalb der kinematischen Kette trotz einer Bewegung des Maschinenelementes die Schaltkontaktstücke relativ zueinander nahezu in Ruhe bleiben und ihren Schaltzustand beibehalten. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Spindelantrieb Teil der kinematischen Kette ist, wobei eine Rotation eines Maschinenelementes ein Antreiben der Spindel und daraus folgend eine Axialverschiebung einer auf der Spindel aufsitzenden Nuss vorgenommen werden kann. In diesem Falle ist es vorteilhaft, dass ein Rückwirken von Bewegungen ausgehend von den Schaltkontaktstücken durch den Spindelantrieb bereits blockiert sein kann, so dass die Sperreinrichtung von Kräften, welche von den Schaltkontaktstücken ausgehen könnten, bereits entkoppelt ist. Insofern dient die Sperreinrichtung im Wesentlichen einem Verhindern einer auf die Schaltkontaktstücke einwirkenden Antriebsbewegung, welche über die kinematische Kette zu übertragen wäre. Neben dem vorteilhaften Blockieren mittels des Spindelantriebes ist weiter eine Übersetzung einer Bewegung gegeben, welche ein ausreichendes Spiel in der kinematischen Kette zur Verfügung stellt, so dass das Sperrelement verschiedenartige Lagen des Maschinenelementes sperren kann, wobei dies zu keiner Änderung des Schaltzustandes der elektrischen Schaltanordnung führt. Beispielsweise könnte das Sperrelement in eine Ausnehmung des Maschinenelementes eingreifen, wobei das Maschinenelement mehrere Sperrschultern aufweisen kann, welche aufeinander folgend je nach Abhängigkeit der Lage des Maschinenelementes mit dem Sperrelement in Eingriff gebracht werden können. Dadurch ist ein formschlüssiges Sperren des Maschinenelementes über das Sperrelement ermöglicht. Zur Ausbildung einer Sperrschulter kann vorgesehen sein, dass das Maschinenelement eine Ausnehmung aufweist, in welche das Sperrelement eingreifen kann, so dass eine Blockierung der Bewegung des Maschinenelementes erfolgt. Weiter kann eine Sperrschulter derart ausgebildet sein, dass diese sich als Erhebung (z. B. vorspringende Kante) aus einer Oberfläche erhebt. Dabei kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Sperrschulter eine Sperreinrichtung mit einem Spiel sperrt, welche ein leichtgängiges Sperren sowie Entsperren des Sperrelementes erlaubt. Des Weiteren kann die Sperreinrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass lediglich ein Sperren in einem Richtungssinn erfolgt, wobei bei einer Richtungssinnumkehr eine Bewegung des Maschinenelementes zugelassen ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sperreinrichtung derart ausgelegt ist, dass ein vollständiges Blockieren jeglicher Bewegung des Maschinenelementes und daraus folgend der kinematischen Kette bei einer sperrenden Sperreinrichtung vorliegt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Sperrelement an ein drehbar gelagertes Maschinenelement angreift.
  • Ein drehbar gelagertes Maschinenelement weist den Vorteil auf, dass das Maschinenelement in einem Drehlager ruht, wobei durch eine Rotation mehrfach eine (ggf. mehrere) Sperrschulter(n), welche mit einem Sperrelement zusammenwirken kann, an dem Sperrelement vorbeigeführt werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, mehrere Sperrschultern am Sperrelement vorzusehen, und so das Maschinenelement in verschiedenen Relativlagen zu sichern. Bei einer Rotation des Maschinenelementes kann so beispielsweise in Abhängigkeit der Lage und der Anzahl der vorzusehenden Sperrschultern im Sperrzustand ein Bewegungsspiel zugelassen sein. Je nach Kleinteiligkeit der Sperrschultern kann so ein grobes bzw. feineres Festlegen verschiedener Lagen des Maschinenelementes vorgenommen werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Sperrelement mittels eines Werkzeugs, insbesondere eines Schlüssels, betätigt wird.
  • Durch den Einsatz eines Werkzeuges ist es möglich, den Kraftaufwand, welcher zum Bedienen der Sperreinrichtung aufzubringen ist, zu steuern. Mittels des Werkzeuges kann eine vergrößerte Kraftwirkung oder auch eine Reduzierung der Kraftwirkung vorgenommen werden. Des Weiteren kann durch die Verwendung eines Werkzeuges eine Sicherung vorgenommen werden, dass lediglich im Besitz des Werkzeuges befindliches Personal ein Betätigen der Sperreinrichtung und daraus folgend auch ein Betätigen der elektrischen Schaltanordnung möglich ist. Das Werkzeug kann beispielsweise in Form eines Schlüssels ausgebildet sein, so dass eine vergrößerte Sicherheit bei der Bedienung der elektrischen Schaltanordnung bzw. der Sperreinrichtung gegeben ist. Durch den Einsatz eines Werkzeuges ist es weiterhin von Vorteil, die Sperreinrichtung in einem beispielsweise witterungsgeschützten Bereich unterzubringen, sodass lediglich mittels des Werkzeuges auf die Sperreinrichtung zugegriffen werden braucht. Dadurch können in einem Gehäuse notwendige Öffnungen zum Bedienen der Sperreinrichtung beispielsweise kleinflächig gehalten werden, um lediglich eine Zugänglichkeit mittels des Werkzeuges zu erlauben. Dadurch wird zusätzlich die Manipulationssicherheit der Sperreinrichtung verbessert.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Sperreinrichtung in einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Antriebsgehäuse mantelseitig zugänglich ist.
  • Ein rotationssymmetrisches Antriebsgehäuse weist den Vorteil auf, dass eine einfache Fertigung desselben möglich ist. Weiterhin sind mantelseitig vorsprungsfreie Strukturen geschaffen, so dass eine mechanische Beschädigung des Antriebsgehäuses erschwert ist. Das Antriebsgehäuse kann beispielsweise ein Getriebe aufnehmen, welches Teil der kinematischen Kette ist. Beispielsweise können am Antriebsgehäuse Bewegungen eingeleitet werden, um die kinematischen Kette in Bewegung zu versetzen. Beispielsweise kann am Antriebsgehäuse eine Kurbel vorgesehen sein, welcher eine manuelle Einkopplung einer Bewegung auf die kinematische Kette ermöglicht, wobei innerhalb des Antriebsgehäuses beispielsweise ein Getriebe der kinematischen Kette angeordnet sein kann, wodurch eine Untersetzung und/oder Übersetzung der Bewegung ermöglicht ist. Eine mantelseitige Positionierung eines Zuganges zu der Sperreinrichtung weist den Vorteil auf, dass beispielsweise stirnseitig eine Einkoppelung der Bewegung beispielsweise mittels einer Kurbel vorgenommen werden kann. Dabei kann die Drehbewegung bevorzugt annähernd zentrisch in ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Antriebsgehäuse eingekoppelt werden. Ein mantelseitiger Zugang ist von Vorteil, um Überschneidungen von Bewegungen zu vermeiden. So kann stirnseitig eine Antriebsbewegung zuverlässig in die kinematische Kette eingeleitet werden, sowie mantelseitig bedarfsweise eine Betätigung der Sperreinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme des Werkzeuges zum Betätigen der Sperreinrichtung mantelseitig eingesetzt sein. So kann beispielsweise ein Schloss für ein Werkzeug in Form eines Schlüssels mantelseitig in dem Antriebsgehäuse angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine mantelseitige Bedienfläche in dem Antriebsgehäuse von einer bedarfsweise anzuordnenden Schutzkappe überdeckt ist. Dadurch können sowohl die Sperreinrichtung als auch weitere innerhalb des Antriebsgehäuses befindliche Elemente vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit und Verschmutzungen geschützt werden.
  • Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass zum Bedienen der Sperreinrichtung das Werkzeug mantelseitig an einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Antriebsgehäuse anzusetzen ist.
  • Ein Werkzeug kann mantelseitig in ein rotationssymmetrisches Antriebsgehäuse eingeführt werden. Bevorzugterweise kann ein lotrechtes Ansetzen des Werkzeuges relativ zu der Rotationsachse des Antriebsgehäuses vorgesehen sein. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Sperrelement aus radialer Richtung bezüglich einer Drehachse des Maschinenelementes bewegbar ist. Eine radiale Richtung bezüglich einer Drehachse eines Maschinenelementes gestaltet sich günstig, da in Umfangsrichtung des Maschinenelementes nunmehr ein Ineinandergreifen eines Sperrelementes und einer Sperrschulter ermöglicht ist. Bevorzugt kann das Maschinenelement mit seiner Drehachse fluchtend zu einer Rotationsachse eines rotationssymmetrischen Antriebsgehäuses ausgerichtet sein. In diesem Falle lässt sich in einfacher Weise ein mantelseitiges Ausrichten der Bedienachse bzw. der Ansatzrichtung eines Werkzeuges erzielen.
  • Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Maschinenelement eine Welle ist.
  • Eine Welle ist ein drehbeweglich lagerbares Maschinenelement, welches eine Drehachse aufweist. Eine Welle kann um die Drehachse rotieren, sodass insbesondere aus einer radialen Richtung bezüglich der Drehachse der Welle ein Sperrelement mit der Welle interagieren kann. Die Welle kann dazu zumindest eine entsprechende Sperrschulter aufweisen. Eine Sperrschulter kann durch eine Ausnehmung in der Welle bzw. durch eine Sperrschulter auf der Welle (z. B. profilierte Welle) ausbilden. Die Welle kann beispielsweise abschnittsweise als Spindel, Mehrkant, gekröpft usw. ausgeführt sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Welle an einem ersten und einem zweiten axial beanstandeten Lagerpunkt gelagert ist, wobei das Sperrelement zwischen den beiden Lagerpunkten angreift.
  • Eine Lagerung an einer Welle an zwei Lagerpunkten ermöglicht eine sichere Führung der Welle und ein spielfreies Rotieren derselben. Durch ein axiales Beabstanden der Lagerpunkte kann zwischen den Lagerpunkten das Sperrelement angreifen. Dadurch ist eine verwindungssteife Konstruktion geschaffen. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Lagerpunkte als axiale Anschläge dienen, um die Welle in ihrer Position zu sichern. Als Lagerpunkte können beispielsweise Kugellager eingesetzt werden, welche eine axiale Sperrung der Bewegbarkeit der Welle übernehmen können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Sperrelement in eine Ausnehmung des Maschinenelementes eingreift.
  • Eine Ausnehmung in dem Maschinenelement ermöglicht es, eine Sperrschulter an der Welle bzw. am Maschinenelement auszubilden, mit welchem das Sperrelement zusammenwirken kann und seine Sperrwirkung entfalten kann. Eine Ausnehmung kann dabei eine Querschnittsveränderung des Maschinenelementes bzw. der Welle bewirken. Beispielsweise kann die Welle abschnittsweise eine mehrflächige, beispielsweise eine Vierkant- oder Sechskantstruktur, aufweisen, sodass am Umfang der Welle mehrere Schultern ausgebildet sind, mit welchen das Sperrelement zusammenwirken kann. Dadurch ist je nach Anzahl der Schultern, welche sich mantelseitig an der Welle erstrecken, eine mehr oder weniger häufige Festlegung des Maschinenelementes bei einer Rotation desselben ermöglicht. Weiterhin kann die Welle auch eine sacklochartige Ausnehmung aufweisen, in welcher das Sperrelement eingreifen kann. Je nach Formgebung der Ausnehmung kann so ein Sperren mittels Sperrelement mit einem mehr oder weniger großen Spiel erfolgen. Bevorzugt sollte eine zum Sperrelement formkomplementär ausgebildete Ausnehmung in das Maschinenelement eingebracht sein. Bei dem Vorsehen mehrerer Ausnehmungen an dem Maschinenelement sollten die Achsen in der Sperrschulter im Wesentlichen radial bzw. tangential oder rechtwinklig zur Rotationsachse des Maschinenelementes ausgerichtet sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Welle im Bereich des Angriffes des Sperrelementes eine Querschnittverstärkung aufweist.
  • Durch eine Querschnittsverstärkung können Sperrschultern an der Oberfläche des Maschinenelementes der kinematischen Kette geschaffen werden. Weiterhin ist durch eine Querschnittsverstärkung die Möglichkeit gegeben, Ausnehmungen, beispielsweise sacklochartige Ausnehmungen, in das Maschinenelement einzubringen, wobei auf Grund der Querschnittsverstärkung eine hinreichende mechanische Stabilität des Maschinenelementes, beispielsweise der Welle, auch im Bereich der Sperrschultern gegeben ist. Neben einer mechanischen Verstärkung des Maschinenelementes durch eine Querschnittsverstärkung kann diese Querschnittsverstärkung auch dazu dienen, eine axiale Verschiebbarkeit des Maschinenelementes, insbesondere einer Welle, zu begrenzen. Beispielsweise können sich im Anschluss bzw. die Querschnittsverstärkung flankierend Lagerpunkte für die Welle bzw. das Maschinenelement befinden, wobei die Lagerpunkte beispielsweise eine Drehbewegung des Maschinenelementes zulassen, jedoch eine Axialbewegung unterbinden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Sperreinrichtung an einem Gehäuse einer Schaltanlage angeordnet ist.
  • Ein Gehäuse einer Schaltanlage dient einer mechanischen Abgrenzung der Schaltanlage. Dabei weist die Schaltanlage eine Schaltanordnung auf, die insbesondere relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke aufweist. Die Schaltanordnung sollte dabei zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Das Gehäuse umgibt und begrenzt dabei die Schaltanordnung. Beispielsweise kann die Schaltanordnung, wie eingangs beschrieben, in einem Ableitstrompfad mit einem Überspannungsableiter angeordnet sein. Ein impedanzveränderliches Steuerelement kann zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Folglich kann auch eine Ableitstrombahn zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Das Gehäuse selbst kann bedarfsweise elektrisch leitend oder elektrisch isolierend ausgebildet sein und seinerseits verschiedenartige elektrische Potentiale aufweisen. Bei einem elektrisch leitfähig ausgebildeten Gehäuse sollte dieses bevorzugt Erdpotential führen. Die Sperreinrichtung kann beispielsweise an einem Antriebsgehäuse gelagert sein, wobei das Antriebsgehäuse an dem Gehäuse der Schaltanlage angesetzt ist. Beispielsweise kann das Antriebsgehäuse mit dem Gehäuse der Schaltanlage verflanscht sein. Dies ist von Vorteil, um Reparaturen einfach und kostengünstig ausführen zu können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Gehäuse ein Druckbehälter ist.
  • Ein Druckbehälter ist ein Behälter, welcher eine hermetische Einhausung eines Mediums vornehmen kann, wobei das Medium innerhalb des Gehäuses unter Unter- bzw. Überdruck gesetzt werden kann. Bevorzugt kann in dem Druckbehälter ein elektrisch isolierendes Fluid angeordnet sein, welches eine elektrische Isolation von innerhalb des Druckbehälters befindlichen elektrisch leitfähigen Abschnitten übernimmt. Beispielsweise können die Schaltkontaktstücke durch das elektrisch isolierende Fluid elektrisch isoliert werden. Dazu kann das elektrisch isolierende Fluid die Schaltkontaktstücke umspülen. Als elektrisch isolierende Fluide haben sich insbesondere Fluorverbindungen, wie Schwefelhexafluorid, Fluorketone und Flurnitrile bewährt. Es können jedoch auch andere Fluide, wie beispielsweise Kohlendioxid, Stickstoff, gereinigte Luft usw. Verwendung finden. Bevorzugt können die Fluide innerhalb des Druckbehälters in gasförmigem Zustand vorliegen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Fluid in flüssigem Zustand oder teilweise gasförmig und teilweise flüssig innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Ausbildung eines fluiddichten Gehäuses, jedoch nicht zwangszweise druckfesten Gehäuses weist weiterhin den Vorteil auf, dass zumindest ein Einschließen eines Fluides möglich ist, ohne dass ein unerwünschtes Verflüchtigen desselben zu befürchten ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in dem Gehäuse zumindest teilweise ein Überspannungsableiter, insbesondere mit Trenneinrichtung angeordnet ist.
  • Eine Überspannungsableiteranordnung weist einen Überspannungsableiter auf. Als Überspannungsableiter kann beispielsweise ein nichtlineares impedanzveränderliches Steuerelement, wie z. B. ein Varistor, verwendet werden. Der Überspannungsableiter ist dabei Teil einer Ableitstrombahn, welche sich insbesondere zwischen einem zu schützenden Phasenleiter hin zu einem Erdpotential erstreckt. In der Ableitstrombahn kann insbesondere eine Trenneinrichtung angeordnet sein. Die Trenneinrichtung kann auch als elektrische Schaltungsanordnung bezeichnet werden, welche ein erstes sowie ein zweites relativ zueinander bewegbares Schaltkontaktstück aufweist.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die
    • Figur 1: einen Schnitt durch eine elektrische Schaltanordnung, die
    • Figur 2: einen Schnitt durch eine Antriebsanordnung mit Sperreinrichtung, die
    • Figur 3: einen Schnitt durch die Sperreinrichtung und die
    • Figur 4: die Sperreinrichtung teilweise freigeschnitten.
  • Die Figur 1 zeigt eine elektrische Schaltanordnung im Schnitt. Dabei weist die elektrische Schaltanordnung ein Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse 1 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Das Gehäuse 1 erstreckt sich koaxial zu einer Achse 2. Das Gehäuse 1 weist einen metallenen Grundkörper auf, welcher Erdpotential führt. Ein stirnseitiges Ende des Grundkörpers des Gehäuses 1 ist von einem elektrisch isolierenden Scheibenisolator 3 gebildet. Das Gehäuse 1 selbst ist dabei als fluiddichtes Gehäuse 1 ausgebildet, so dass das Innere des Gehäuses 1 mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllbar ist, wobei das Gehäuse 1 ein unbeabsichtigtes Verflüchtigen des eingefüllten Fluides verhindert. Elektrisch leitende Abschnitte des Gehäuses 1 weisen Erdpotential auf.
  • Das Gehäuse 1 nimmt in seinem Inneren im Wesentlichen in Richtung der Achse 2 fluchtend einen Überspannungsableiter 4 auf. Der Überspannungsableiter 4 dient als impedanzveränderliches Steuerelement, welches in Abhängigkeit einer über ihm anstehenden elektrischen Spannung ein veränderliches Impedanzverhalten aufweist. Als solches ist der Überspannungsableiter 4 ein nicht-lineares Impedanzelement. Vorteilhafterweise kann der Überspannungsableiter 4 auf Basis von Metalloxiden, insbesondere von Zinkoxiden aufgebaut sein. Beispielsweise können mehrere Metalloxidblöcke übereinander gestapelt miteinander elektrisch kontaktiert und zu einem mechanisch stabilen Verband verbunden sein. Der Überspannungsableiter 4 ist Teil einer Ableitstrombahn, welche ein hochspannungsseitiges Ende 5 beispielsweise Hochspannungspotential führt. Dazu ist ein Phasenleiter, welcher in der Figur 1 nicht dargestellt ist, elektrisch leitend über einen Phasenleiterabschnitt mit dem hochspannungsseitigen Ende 5 des Überspannungsableiters 4 kontaktiert. Der Phasenleiterabschnitt quert dabei den Scheibenisolator 3 fluiddicht. Der Überspannungsableiter 4 ist dabei relativ zum Gehäuse 1 mechanisch gehalten. Im Lauf der Ableitstrombahn weist der Überspannungsableiter 4 ein vom hochspannungsseitigen Ende 5 abgewandtes erdseitiges Ende 6 auf. Am erdseitigen Ende 6 sind in der Ableitstrombahn ein erstes Schaltkontaktstück 7 sowie ein zweites Schaltkontaktstück 8 angeordnet. Die beiden Schaltkontaktstücke 7, 8 sind Teil einer Schaltanordnung und relativ zueinander bewegbar. Dabei ist das erste Schaltkontaktstück 4 buchsenförmig ausgebildet und seinerseits dauerhaft mit dem erdseitigen Ende 6 des Überspannungsableiters 4 kontaktiert. Das zweite Schaltkontaktstück 8 ist bewegbar gelagert und bolzenförmig ausgebildet, wobei der Querschnitt des zweiten Schaltkontaktstückes 8 formkomplementär zur Buchsenöffnung des ersten Schaltkontaktstückes 7 ausgeformt ist. Das zweite Schaltkontaktstück 8 ist dauerhaft mit Erdpotential beaufschlagt und dient bei einer galvanischen Kontaktierung mit dem ersten Schaltkontaktstück 7 einer Übertragung eines Erdpotentials auf das erste Schaltkontaktstück 7 sowie auf das erdseitige Ende 6 des Überspannungsableiters 4. Dazu ist das zweite Schaltkontaktstück 8 in einer Gleitbuchse 9 verschieblich gelagert. Die Gleitbuchse 9 wiederum ist am Gehäuse 1, insbesondere am Abschnitt des Gehäuses 1, welcher Erdpotential führt, gelagert, sodass eine einfache Beaufschlagung der Gleitbuchse 9 mit Erdpotential ermöglicht ist. Über eine elektrische Kontaktierung mit der Gleitbuchse 9 ist auch das zweite Schaltkontaktstück 8 mit Erdpotential beaufschlagt. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Schaltkontaktstück 8 längs der Achse 2 verschieblich gelagert ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Anordnung der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstück 7, 8 am hochspannungsseitigen Ende 5 des Überspannungsableiters erfolgt. Unabhängig von einer Position der Schaltkontaktstücke 7, 8 sollte eine elektrische Reihenschaltung zwischen dem Überspannungsableiter 4 sowie den relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücken 7, 8 im Verlauf der Ableitstrombahn vorgesehen sein.
  • Um eine Relativbewegung der Schaltkontaktstücke 7, 8 zu bewirken, ist am Gehäuse 1 eine Antriebsanordnung 10 angeordnet. Die Antriebsanordnung 10 kann Teil einer kinematischen Kette sein, mittels welcher eine Bewegung, welche außerhalb des Gehäuses 1 erzeugt wird, umgesetzt und durch eine Wandung des Gehäuses 1 hindurch auf zumindest eines der beiden Schaltkontaktstücke 7, 8 übertragen wird. Dabei ist ein Hindurchführen der kinematischen Kette bevorzugt durch das Gehäuse 1 derart vorzusehen, dass eine Aufrechterhaltung einer Fluiddichtigkeit der passierten Wandung gewährleistet ist. Die kinematische Kette weist eine Antriebskurbel 11 auf, mittels welcher manuell eine Rotation ausgeführt werden kann. Die Rotation der Antriebskurbel 11 wird auf eine erste Spindel 12 übertragen, welche ihrerseits wiederum mit einer Welle 13 verbunden ist. Die Welle 13 ist dazu vorgesehen, eine Wandung des Gehäuses 1 zu durchsetzen und eine fluiddichte Bewegung der kinematischen Kette zu ermöglichen. Die Welle 13 ist auf der Innenseite des Gehäuses 1 mit einer zweiten Spindel 14 verbunden. Die zweite Spindel 14 ist von einem Gewindegang des zweiten Kontaktstückes 8 umgriffen. Das zweite Kontaktstück 8 ist axial verschieblich gelagert und verdrehgesichert geführt, sodass eine Rotation der zweiten Spindel zu einer axialen Bewegung des zweiten Schaltkontaktstückes 8 führt. Zur Lagerung von Teilen der kinematischen Kette ist weiterhin vorgesehen, dass die Antriebsanordnung 10 ein Antriebsgehäuse 15 aufweist.
  • Die in der Figur 1 gezeigte Antriebsanordnung 10 ist in einer Vergrößerung in der Figur 2 abgebildet. Die Antriebsanordnung 10 weist ein Grundgerüst 16 auf, welches im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet ist. Ein erstes stirnseitiges Ende des Grundgerüstes 16 ist mit einem Ringflansch versehen, über welchen das Grundgerüst 16 mit dem Gehäuse 1 verflanscht ist. Das erste stirnseitige Ende des Grundgerüstes 16 ist weiterhin mit einer eingezogenen Ringschulter 17 teilweise verschlossen. Die Ringschulter 17 begrenzt eine gegenüber dem Querschnitt des Grundgerüstes 16 durchmesserverkleinerte Ausnehmung. Über die durchmesserverkleinerte Ausnehmung ist ein Lager- und Dichtungspaket 18 für die Welle 13 gegen eine Anlageschulter 19 des Gehäuses 1 gepresst. Das Lager- und Dichtungspaket 18 weist dabei axial beabstandete Kugellager 20 auf, zwischen welchen zwei Radialdichtungen 21 angeordnet sind. Das Lager- und Dichtungspaket 18 ist zwischen der Anlageschulter 19 in der gequerten Wandung des Gehäuses 1 sowie der eingezogenen Ringschulter 17 gehalten und eingepresst, so dass eine axiale Sicherung der Lage der Welle 13 gegeben ist. Über die Radialdichtungen 21 erfolgt eine Dichtung der Welle 13 gegenüber der gequerten Wandung des Gehäuses 1, sodass eine Rotation der Welle 13 in gedichteter Art und Weise möglich ist. Die Fluiddichtigkeit der gequerten Wandung des Gehäuses 1 bleibt erhalten.
  • Die Welle 13 ist über Kupplungen 22 stirnseitig mit der ersten Spindel 12 sowie der zweiten Spindel 14 verbunden. Über die Kupplungen 22 kann eine Drehbewegung der Spindeln 12, 14 über die Welle 13 hinweg übertragen werden. Auf einem Gewindegang der ersten Spindel 12 sitzt ein bewegbarer Schaltstellungsmelder auf, welcher die Schaltzustände 0 und I der Schaltkontaktstücke 7, 8 abbildet. Dazu können über Ausnehmungen am Grundgerüst 16 die Lagen 0 und I des Schaltstellungsmelders optisch erfasst werden. Zusätzlich sind Meldekontakte zum Abbilden der Schaltstellungen 0 und I vorgesehen, welche durch den Schaltstellungsmelder betätigt werden.
  • An einem zweiten stirnseitigen Ende des Grundgerüstes 16, welches von dem Gehäuse 1 abgewandt ist, ist das Antriebsgehäuse 15 mit dem Grundgerüst 16 verbunden. Dazu sind stirnseitig in dem rohrförmigen Element des Grundgerüstes 16 Gewindebohrungen eingebracht, über welche ein Bodenabschnitt des topfförmig ausgebildeten Antriebsgehäuses 15 verschraubt ist. Im Bodenabschnitt ist eine rohrstutzenartige Einziehung 23 vorgesehen. Die rohrstutzenartig Einziehung 23 dient einer Lagerung der zweiten Spindel 14, sodass die zweite Spindel 14 einerseits über das Lager- und Dichtungspaket 18 der Welle 13 sowie die dazwischengeschaltete Kupplung 22 und andererseits an der rohrstutzenartigen Einziehung 23 abgestützt ist. Dazu sind in die rohrstutzenartige Einziehung 23 wiederum Kugellager 20 eingesetzt, die wiederum axial beabstandet zueinander positioniert sind. Im Bereich der rohrstutzenartigen Einziehung 23 wirkt die erste Spindel 12 als Welle. In dem zwischen den Kugellagern 20 an den rohrstutzenartigen Einziehungen 23 befindlichen Abschnitt weist die erste Spindel 12/Welle eine Querschnittsvergrößerung auf. Die Querschnittsvergrößerung ist dabei derart ausgebildet, dass einerseits eine axiale Anlage für die Kugellager 20 gegeben ist, anders ist über die Querschnittsvergrößerung die Möglichkeit gegeben, radial ausgerichtete Ausnehmungen 24 in die erste Spindel 12/Welle bzw. in den querschnittsvergrößerten Abschnitt der Spindel 12/Welle einzubringen. Die Dimensionierung der Querschnittsvergrößerung sowie die radiale Eintauchtiefe der radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 ist dabei derart gewählt, dass die Schwächung des Querschnitts durch die radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 derart erfolgt, dass in Axialrichtung der Achse 2 ein konstanter Querschnitt der ersten Spindel 12/Welle erhalten bleibt. Vorliegend ist vorgesehen, dass im Bereich der Lagerung der Spindel 12/Welle die Spindel 12/Welle frei von Gewindegängen gehalten ist, so dass eine spielfreie Drehlagerung der ersten Spindel 12/Welle auch an der rohrstutzenartigen Einziehung 23 möglich ist. Alternativ kann auch eine mehrstückige Ausgestaltung vorgesehen sein, wobei die Spindel 12 über eine Kupplung, beispielsweise mit einer separaten Welle, welche einen der Figur 2 im Wesentlichen entsprechenden Querschnitt aufweist, verbunden ist, um eine Lagerung an der rohrstutzenartigen Einziehung 23 zu erzielen.
  • Die radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 stellen von Sperrschultern an der ersten Spindel 12/Welle zur Verfügung. Somit ist die erste Spindel 12/Welle als Teil der kinematischen Kette in der Lage, eine Bewegung der kinematischen Kette zu sperren. Um eine Sperrung einer Bewegung zu realisieren, ist eine Sperreinrichtung 25 vorgesehen. Die Sperreinrichtung 25 durchsetzt fluchtende Öffnungen, welche mantelseitige in das topfförmige Antriebsgehäuse 15, das im Wesentlichen hohlzylindrische Grundgerüst 16 sowie die rohrstutzenartige Einziehung 23 eingebracht sind. Die jeweiligen Ausnehmungen sind dabei im Wesentlichen fluchtend angeordnet, so dass eine fluchtende Erstreckung im Wesentlichen in radialer Richtung zur Achse 2 vorliegt. Dabei können die Querschnitte der einzelnen Ausnehmungen in dem Antriebsgehäuse 15 im Grundgerüst 16 sowie der rohrstutzenartig Einziehung 23 variieren. Die Sperreinrichtung 25 weist ein Sperrelement 26 auf, welches im Wesentlichen bolzenförmig ausgebildet ist. Das Sperrelement 26 weist an seinem, den radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 zugewandten Ende eine zum Querschnitt der radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 komplementäre Formgebung auf. Beispielsweise können die radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, entsprechend kann das Sperrelement 26 an seinem, den radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 zugewandten Ende einen formkomplementären kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Das Sperrelement 26 ist federbelastet an der rohrstutzenartigen Einziehung 23 abgestützt. Dazu ist eine Feder 27 in einer Querschnittserweiterung der Ausnehmung der rohrstutzenartigen Einziehung 23, welche der Führung des Sperrelementes 26 dient, gelagert. Eine Kraftwirkung der Feder 27 auf das Sperrelement 26 ist derart ausgerichtet, dass das Sperrelement 26 von den radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 fortgedrückt wird.
  • Zur Führung des Sperrelementes 26 weist die Sperreinrichtung 25 eine Führungshülse 28 auf. Die Führungshülse 28 ist ortsfest in die Ausnehmungen des Antriebsgehäuses 15 bzw. des Grundgerüstes 16 eingesetzt, sodass das Sperrelement 26 in der Führungshülse 28 gleiten kann. Die Bewegungsrichtung oder Verschieberichtung des Sperrelementes 26 ist im Wesentlichen radial zur Achse 2 ausgerichtet. Um eine Festlegung des Sperrelementes 26 vorzunehmen, ist an dem Ende des Bolzens des Sperrelementes 26, welches von den radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 abgewandt ist, eine Werkzeugaufnahme 29 vorgesehen. Die Werkzeugaufnahme 29 kann beispielsweise eine Formkodierung aufweisen, in welche ein entsprechendes Werkzeug einsetzbar ist. Beispielsweise kann die Werkzeugaufnahme 29 nach Art einer mehrkantigen Ausnehmung eines Buntbartes oder ähnlichem ausgeführt sein, sodass lediglich mit einem formkomplementär aufzusetzenden bzw. einzuführenden Werkzeug über die Werkzeugaufnahme 29 eine Betätigung des Sperrelementes 26 vorgenommen werden kann. Als Werkzeug haben sich beispielsweise Dreikantschlüssel, Vierkantschlüssel, Buntbartschlüssel, Profilschlüssel usw. erwiesen. Bevorzugt kann eine Axialverschiebung des Sperrelementes 26 von einer zumindest teilweisen Rotation desselben überlagert werden. Eine Rotation kann beispielsweise durch eine Kulisse 32 erzwungen werden, in welcher ein Abtastelement 31 geführt ist. Durch die Kulisse 32 kann eine Zwangsführung des Sperrelementes 26 sowie eine Lagesicherung erfolgen.
  • Um die Sperreinrichtung 25 vor einer Verschmutzung zu schützen, können die außerhalb des Antriebsgehäuses 15 zugänglichen Bereiche der Sperreinrichtung 25 von einer Schutzkappe 30 überspannt sein. Die Schutzkappe 30 kann beispielsweise aus einem Isolierwerkstoff gefertigt sein und eine elastomere Überspannung der Sperreinrichtung 25 ermöglichen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine entsprechend komplexer strukturierte klappenartige Überspannung als Schutzkappe 30 fungiert.
  • Anhand der Figur 3 soll nunmehr beispielhaft die Ausgestaltung bzw. Führung des Sperrelementes 26 der Sperreinrichtung 25 beschrieben werden. Die Figur 3 zeigt dabei einen Schnitt durch die Sperreinrichtung 25, die Figur 4 zeigt eine teilweise Freischneidung der Sperreinrichtung 25. Sowohl in der Figur 3 als auch in der Figur 4 ist das Sperrelement 26 in seiner Sperrstellung dargestellt, wobei das Sperrelement 26 in eine der radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 eingreift und über die Sperrschultern der radial ausgerichteten Ausnehmung 24 eine Rotation der Antriebskurbel 11 blockiert.
  • Radial zur Verschiebeachse des Sperrelementes 26 ist das Sperrelement 26 mit einem Bolzen 31, welcher als Abtastelement fungiert, ausgestattet. Der Bolzen 31 ragt in eine Kulisse 32 hinein und ist in der Kulisse 32 zwangsgeführt. Die Kulisse 32 weist dabei einen im Wesentlichen U-förmigen Verlauf auf, sodass an den freien Schenkeln des U-Profiles jeweils eine Endlage des Sperrelementes 26 festgelegt ist. Die freien Schenkel verlaufen im Wesentlichen quer zur Bewegungsachse des Sperrelementes 26. Neben einer U-förmigen Profilierung der Kulisse können auch alternative Ausgestaltungen der Kulisse vorgesehen sein, welche ein Festlegen des Sperrelementes 26 bevorzugt über den Bolzen 31 ermöglicht. Bei einer Betätigung des Sperrelementes 26 mittels eines Werkzeuges wird die Werkzeugaufnahme 29 in Rotation versetzt. Auf Grund der Führung des Bolzens 31 in der Kulisse 32 ist eine Rotation des Sperrelementes 26 nur in einem begrenzten Umfange möglich, wobei diese Rotation von einer Axialbewegung des Bolzens 31 und damit des Sperrelementes 26 überlagert ist. Dabei ist zum Passieren der beiden freien Schenkel des U-förmigen Profils der Kulisse 32 jeweils eine gegensinnige Drehbewegung des Sperrelementes 26 vonnöten, wobei in Abhängigkeit der axialen Beabstandung der freien Schenkel der Kulisse 32 die Eintauchtiefe des Sperrelementes 26 in eine der radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 definiert ist.
  • An der Spindel 12/Welle sind im Bereich der Durchmesservergrößerung mehrere radial ausgerichtete Ausnehmungen 24 positioniert. Bevorzugt können beispielsweise 8, 6, 4 oder andere Anzahlen von radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 an der ersten Spindel 12/Welle angeordnet sein. Je nach Anzahl der verwendeten radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 ist die maximale Schrittweite eines Antriebshebels 11 variabel, welche bis zu einem möglichen Blockieren bzw. einem möglichen Einfahren des Sperrelementes 26 in eine radial ausgerichtete Ausnehmung 24 nötig ist. Auf Grund der Anordnung einer Vielzahl von radial ausgerichteten Ausnehmungen 24 ist ein mehrfaches Festlegen der ersten Spindel 12 möglich, wobei auf Grund der Übertragungsfunktion der ersten Spindel 12 sowie der zweiten Spindel 14 der Schaltzustand der elektrischen Schaltanordnung im Wesentlichen unverändert bleibt. Bedarfsweise kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich eine einzige radial ausgerichtete Ausnehmung 24 an der Spindel 12 bzw. an einem Maschinenelement vorgesehen ist.
  • Vorteilhaft bei einer Positionierung einer Sperreinrichtung 25 zumindest teilweise innerhalb eines Antriebsgehäuses 15 ist, dass relativ zueinander bewegbare Teile wie das Sperrelement 26, die Feder 27 in einem geschützten Bereich des Antriebsgehäuses 15 gelagert sind. Lediglich ein flächenmäßig kleiner Bereich der Sperreinrichtung 25 ist mantelseitig am Antriebsgehäuse 15 sichtbar. Durch die Verwendung einer Schutzkappe 30 kann dessen Verschmutzung sowie die Verschmutzung von im Inneren des Antriebsgehäuses 15 liegenden Abschnitten verhindert werden.

Claims (13)

  1. Elektrische Schaltanordnung aufweisend
    - ein erstes Schaltkontaktstück (7) und ein zweites Schaltkontaktstück (8), welche relativ zueinander bewegbar sind,
    - eine kinematische Kette (11, 12, 13, 14) zur Einkoppelung einer Bewegung auf zumindest eines der Schaltkontaktstücke (7, 8) sowie
    - eine Sperreinrichtung (25) mit einem Sperrelement (26) für ein Sperren einer Relativbewegung der Schaltkontaktstücke (7, 8),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (26) bei gleichbleibendem Schaltzustand der Schaltkontaktstücke (7, 8) zumindest ein Maschinenelement der kinematischen Kette (11, 12, 13, 14) in verschiedenen Lagen sperren kann.
  2. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (26) an ein drehbar gelagertes Maschinenelement angreift.
  3. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (26) mittels eines Werkzeugs, insbesondere eines Schlüssels, betätigt wird.
  4. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (25) in einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Antriebsgehäuse (15) mantelseitig zugänglich ist.
  5. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bedienen der Sperreinrichtung (25) das Werkzeug mantelseitig an einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Antriebsgehäuse (15) anzusetzen ist.
  6. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (26) aus radialer Richtung bezüglich einer Drehachse (2) des Maschinenelementes bewegbar ist.
  7. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenelement eine Welle (12) ist.
  8. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) an einem ersten und einem zweiten axial beanstandeten Lagerpunkt gelagert ist, wobei das Sperrelement (26) zwischen den beiden Lagerpunkten angreift.
  9. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (26) in eine Ausnehmung (24) des Maschinenelementes eingreift.
  10. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) im Bereich des Angriffes des Sperrelementes (26) eine Querschnittverstärkung aufweist.
  11. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (25) an einem Gehäuse (1) einer Schaltanlage angeordnet ist.
  12. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein Druckbehälter ist.
  13. Elektrische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) zumindest teilweise ein Überspannungsableiter (4), insbesondere mit Trenneinrichtung angeordnet ist.
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