EP3652766A1 - Schaltkontaktantriebseinrichtung sowie schaltgerät - Google Patents

Schaltkontaktantriebseinrichtung sowie schaltgerät

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Publication number
EP3652766A1
EP3652766A1 EP18759901.4A EP18759901A EP3652766A1 EP 3652766 A1 EP3652766 A1 EP 3652766A1 EP 18759901 A EP18759901 A EP 18759901A EP 3652766 A1 EP3652766 A1 EP 3652766A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy
storage
switching
housing
drive device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18759901.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander ROSE-PÖTZSCH
Christian Bradler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3652766A1 publication Critical patent/EP3652766A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H3/3052—Linear spring motors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
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    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/40—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
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    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H2003/3068—Housing support frame for energy accumulator and cooperating mechanism
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H2003/3073—Indication of the charge on the spring motor

Definitions

  • the invention relates to a switching contact drive device having a transmission with an energy storage device for an electrical switching device.
  • a switching contact drive device is known for example from the published patent application DE 10 2011 078 365 AI. There, a transmission with an energy storage is described.
  • the energy stored in the energy storage energy is a BEWE ⁇ supply the switching contact pieces relative to one another.
  • the transmission can be used to control the movement. Necessary changes of the motion profile normally lead to aufican ⁇ -ended mechanical adjustments. In particular, changes in the capacity of energy storage often lead to Vietnamese requirements.
  • Electrical switching devices may have relatively movable switching contact pieces to effect switching of a current path.
  • the drive energy required for this purpose is provided by a switching contact drive device.
  • the switching contact drive device In order to be able to reliably carry out a relative movement of the switching contact pieces independently of external circumstances, the switching contact drive device has an energy store. After a previous charging of the energy storage can be removed from this energy to drive a relative movement between the switching contact pieces.
  • different constructions eg chemical, thermal, mechanical energy storage
  • mechanical energy storage devices have proven to be particularly reliable. Mechanical energy storage can be loaded by forming, with a removal of energy, eg. B. can be done by a recovery of the energy storage.
  • a storage housing protects the energy storage against external forces.
  • a spring is additionally suppressed by the storage housing breaking and uncontrolled Entla ⁇ the energy storage.
  • the storage housing can surround the energy storage in the manner of a cage.
  • the energy storage is given a mecha ⁇ African protection, which can serve to direct a movement, for example, during a transformation of Energyspei ⁇ ches.
  • a predetermined trajectory can be impressed on the energy store, whereby it is protected against incorrect charging or incorrect movements.
  • the storage enclosure on the one hand protection against external forces are ensured, on the other hand, the storage enclosure can also cause a movement of the energy storage.
  • the storage case protects the environment in case of malfunction of the energy storage.
  • the housing passes Speicherge ⁇ a relative movement, in particular a conversion of the energy store.
  • Energy storage which are loaded or unloaded by a relative movement, z.
  • mechanical energy storage such as springs in various designs (eg., Coil Springs,
  • Discharge speed can be increased because a Relativbe ⁇ movement of the energy storage is performed by the storage enclosure. Accordingly, an outage or malfunction of the energy storage device during charging or discharging is counteracted.
  • the Speicherge ⁇ housing in the manner of a cage so breaking out of the energy storage can be prevented.
  • mechanical protection of the surroundings against a bursting energy store by the storage housing is provided.
  • various charging or discharging movements of the energy ⁇ memory can be supported or promoted, so that by selecting the shape, for example, the extent or length of the storage enclosure, a variation of the energy storage can be made.
  • a modular structure of the storage housing can be provided, wherein the storage enclosure can be flanged as part of the Ge ⁇ drive, for example, to a transmission housing, so that in a simple manner a Modifi ⁇ cation of the energy storage or the storage enclosure are made can.
  • the transmission housing may also form a portion (module) of the storage enclosure.
  • the Speicherge ⁇ housing transverse to a relative movement of the energy accumulator a joint.
  • the storage enclosure may for example be composed of modules, wherein a joint is disposed between the modules , Accordingly, it is possible, as needed, to surround larger or smaller energy stores with a similar storage enclosure, which, however, is composed of different modules. Due to a modular design of the storage enclosure common parts can be used to form various Druckjorantriebs- devices with different switching capacities.
  • the joint may be formed, for example, as a blunt impact between different sections (modules) of the storage enclosure. However, it may also be provided that the joint is closed, z. B. by cohesive joining method, or is bridged to increase the stability of the storage enclosure in addition.
  • a Kulissen- crosses the transition to guide a movement of the energy storage feet ⁇ racks.
  • a movement can be forcibly guided along its trajectory .
  • the storage housing can serve a line / control of a relative movement of the energy store.
  • the relative movement can be varied depending on the number and / or shape of the modules used for the storage enclosure.
  • the Speicherge ⁇ housing is supported on a mating surface of a transmission case.
  • a transmission housing has, for example, gear elements which convert an energy to be delivered by the energy store or which couple a movement necessary for charging the energy store into the energy store.
  • gear elements which convert an energy to be delivered by the energy store or which couple a movement necessary for charging the energy store into the energy store.
  • a further advantageous embodiment can provide that the slide passage is centered in a counter surface by means of positive locking elements.
  • Another object of the invention is to provide a suitable application for a switching contact drive device.
  • a switching contact drive device in an electrical switching device having a first and a second switching contact piece, which are movable relative to one another, it is provided to use a switching contact drive device according to one of the above-described embodiments for generating a relative movement between the switching contact pieces of the switching device.
  • a switching device is used to switch a current path.
  • the switching device in the current path having a first and a two ⁇ th switching contact piece, wherein the two switching contact pieces are movable relative to each other.
  • a switch-on ⁇ state in the current path of the switching device can be made.
  • a breaker point can be made in the current path.
  • a relative movement of the switching contact pieces to each other is made possible by coupling a movement.
  • a switching contact drive device is associated with the switching device.
  • the switching contact drive device has an energy store, which is part of a transmission.
  • the energy store is, for example, a mechanical energy store in the form of a spring.
  • energy store eg compressing or expanding the spring
  • This has the advantage that, even in the event of a fault in an external energy supply, an autonomous energy store is available, which is available for a limited number of times
  • Switching operations z. B. safety switching operations such as shutdowns, etc., provides energy.
  • switching energy is taken from the energy storage and converted into kinetic energy in the form of a relative movement of the contact pieces to each other.
  • the Energyspei ⁇ cher part of the transmission is also possible to provide a plurality of energy stores which act in parallel for safety reasons or else bring about different switching movements (eg an energy store for a switch-on movement, an energy store for a switch-off movement).
  • Circuit breaker, load switch, circuit breaker, earthing switch, positioner can vary the required motion profiles. In addition, depending on the voltage level or current carrying capacity of the switching contact pieces have different requirements for performing a
  • Switching be kept vorzuhaltenden energies in the energy storage.
  • an energy storage can be fixed locally, with a modular structure of the storage enclosure, the dimension of the storage container can be varied. So z. B. when using coil springs with different numbers of
  • FIG. 1 a switching contact drive device in addition
  • Switchgear Figure 2: a module of a storage enclosure as in the
  • Switch contact drive device built with a view of a joint surface
  • FIG. 1 shows a switching contact drive device 1, which is coupled to an electrical switching device 2 via a shaft 3.
  • the electrical switching device 2 is example ⁇ a high-voltage circuit breaker, which a
  • Has switching chamber in which a first switching contact ⁇ piece 4 is arranged relatively movable to a second switching contact piece 5.
  • the two switching contact pieces 4, 5 are part of a current path, which by means of the electric
  • Switching device 2 is switched on and off.
  • the first switching contact piece 4 is movably mounted and connected to the shaft 3 via a kinematic chain.
  • the second Druckkon ⁇ contact piece 5 is executed in the present case, for example, stationary.
  • electrical Heidelbergge ⁇ devices 2 can be used in which both the first and the second switching contact piece 4, 5 are driven.
  • the embodiments of the switching contact pieces 4, 5 may vary depending on the type of switching chamber selected. For example, it may be is in the switch chamber to a vacuum interrupter, in ⁇ nergur which the switching contact pieces 4, 5 relative zueinan ⁇ the movable, wherein the switching contact pieces 4, 5 way of playing encounter in ⁇ as Axialmagnetfeldessore butt each other.
  • the two switching contact pieces 4, 5 have a nominal flow section so ⁇ as an arc section and are in turn arranged inside ⁇ half an electrically insulating fluid.
  • the nominal current sections of the switching contact pieces 4, 5 are protected by the arc sections from a strong burn-off, for example by switching arcs.
  • the switching contact drive device has a transmission housing 6.
  • the gear housing 6 is presently formed, for example in the form of a block or a plurality of shells to position gear parts relative to each other.
  • the gear housing 6 has for this purpose kraftumformende elements such meh ⁇ eral waves, which are mounted on, for example, gears and clutches, which are operatively connected together to act a force transformation within the transmission to be ⁇ .
  • the force-transforming elements are finally connected to the shaft 3, via which a drive movement is transmitted to at least one of the relatively movable switching contact pieces 4, 5.
  • the switching contact drive device 1 has a first energy store 7 and a second energy store 8.
  • the two energy storage device 7, 8 are arranged respectively in a first memory and a second housing 9 SpeI ⁇ chergephase 10th
  • the two energy storage 7, 8 are presently designed as coil springs, which are compressed for the purpose of energy storage, and expand for the purpose of delivering the cached energy.
  • the first storage case 9 surrounds the first Ener ⁇ gie acknowledged 7.
  • the second storage housing 10 surrounds the two-th power storage 8.
  • the energy storage device 7, 8 with respect to their helical axes are encompassed by the jacket side of each storage case 9, 10th
  • the second Speicherge ⁇ housing 10 is connected to the transmission case 6 and
  • the second storage housing 10 may be integrally molded ⁇ the.
  • Compression of the first energy storage device 7 or the second energy accumulator 8 takes place by a movement of a free end of the respective energy accumulator 7, 8 against an abutment, which is formed by an opposing surface of the Getriebegeophu ⁇ ses. 6
  • a connecting rod IIa, IIb is connected to a free end of the jeweili ⁇ gen energy accumulator 7, 8 respectively.
  • the connecting rods IIa, IIb run through the helical turns of the first and second energy storage 7, 8 in the direction of Widerla ⁇ gers, ie in the direction of the gear housing 6.
  • the connecting rods are connected in accordance with the other force-transforming elements of the transmission, so that, if necessary a clamping or relaxing over the respective connecting rod IIa, IIb and thus also a coupling of a movement for tensioning the energy storage 7, 8 and a removal of energy via the connecting rods IIa, IIb takes place.
  • a sliding cam 12 is arranged in the second Speichergeophu ⁇ se 10 in the second Speichergeophu ⁇ se 10 is on the shell side diametrically opposite in each case a sliding cam 12 is arranged.
  • the slide gears 12 are each aligned linearly, wherein the slide gears 12 are each scanned by a sliding block 13, which protrude into the respective slide passage 12.
  • the sliding blocks 13 are arranged on a shaft, which communicates with the connecting rod ⁇ rod IIb, so that a movement of the connecting rod IIb and consequent relative movement of the second energy storage device 8 is controlled by a scanning of the sliding block 13 is effected in the sliding passage 12th Thereby is a compression or expansion of the second energy storage 13 in the linear direction, ie in the direction of
  • Helical turns of the second energy storage 8 allows.
  • the position of the sliding blocks 13 in the link passages 12 of the charging state of the second energy storage device 8 is submitbil ⁇ det. Accordingly, a charging symbol or discharge symbol 14a, 14b in the corresponding region of the sliding passage 12 angeord ⁇ net.
  • ge ⁇ selected for forming the first storage housing 9 of the first energy storage device 7.
  • a modular construction of the first Speicherge ⁇ reheats 9 is provided by a first module is used 15th
  • the first module 15 is shown in more detail in perspective views in Figures 2 and 3. In the present case, the first storage housing 9 has a single first module 15.
  • the first module 15 is connected to the transmission case 6, wel ⁇ ches a portion (module) of the first storage housing 9 is formed. Section in the interaction of the SE by the transmission case 6 provided the first storage housing 9 and the first module 15 is the first memory ⁇ housing 9 is formed.
  • the first module 15 is connected by Bol ⁇ zen 16, which protrude through fastening tabs 17, rigidly connected to the gear housing 6.
  • the first storage housing 9 has further slide channels 18.
  • the wide sliding gates 18 have a linear extension and are aligned substantially parallel to the slide passages 12 of the second storage housing 10.
  • the other Kulis ⁇ sen réelle 18 are both from the first module 15 and from the portion of the gear housing 6, to which the first module 15 is attached, formed.
  • the further Kulis ⁇ sänêt 18 thus cross a joint 19, which is disposed between a joint surface 21 of the first module 15 and the Fü ⁇ frame surface of the gear housing 6, which forms a portion of the first storage housing 9.
  • shorter or longer storage housings 9 for the first energy store 7 can be formed. Accordingly, shorter or longer storage springs can be used to form the first energy store 7.
  • the construction of the first module 15 for the first memory housing 9 will now be described in more detail.
  • the viewer is confronted with a joint surface 21, on which the joint 19 extends.
  • Paragraphs 22 may in a diametrically opposed formed for joining locations surface 21 mating surface (z. B. Add ⁇ surface), for example of another module or of the gear housing 6, extend, so that a stable transition in the region of the joint 19 is formed for the sliding passage 18.
  • About the mounting tabs 17 is a bolting of the first module 15, for example, on the gear housing 6 he ⁇ allows.
  • sprues 23 are provided on the circumference of the first module 15 of the first storage housing, with ⁇ tels which, for example, a holder of signaling switches or a guide of drive elements for the signal switch is possible.
  • a push rod for example, a groove-like recess may be arranged in one of the other runners 23, which in a longitudinal guide of a push rod for a signaling switch is carried out.
  • FIG. 3 shows a plan view of the free end (cf., FIG. 1) of the first module 15 of the first storage housing 9.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Eine Schaltkontaktantriebseinrichtung (1) weist ein Getriebe mit einem Energiespeicher (7, 8) auf. Der Energiespeicher (7, 8) ist von einem Speichergehäuse (9, 10) umgeben. Das Speichergehäuse (9, 10) leitet eine Relativbewegung, insbesondere eine Umformung des Energiespeichers (7, 8).

Description

Beschreibung
Schaltkontaktantriebseinrichtung sowie Schaltgerät Die Erfindung betrifft eine Schaltkontaktantriebseinrichtung aufweisend ein Getriebe mit einem Energiespeicher für ein elektrisches Schaltgerät.
Eine Schaltkontaktantriebseinrichtung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2011 078 365 AI bekannt. Dort ist ein Getriebe mit einem Energiespeicher beschrieben. Die in dem Energiespeicher gespeicherte Energie dient einer Bewe¬ gung von Schaltkontaktstücken relativ zueinander. Um ein bestimmtes Bewegungsprofil abgeben zu können, kann durch das Getriebe eine Steuerung der Bewegung erfolgen. Notwendige Änderungen des Bewegungsprofils führen im Regelfall zu aufwän¬ digen mechanischen Anpassungen. Insbesondere Änderungen der Kapazität des Energiespeichers führen oftmals zu Folgeände¬ rungen .
Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Schaltkon- taktantriebseinrichtung anzugeben, deren Energiespeicher vereinfacht änderbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Pa¬ tentanspruches 1 gelöst.
Elektrische Schaltgeräte können relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke aufweisen, um ein Schalten eines Strom- pfades zu bewirken. Die dafür nötige Antriebsenergie wird von einer Schaltkontaktantriebseinrichtung bereitgestellt. Um unabhängig von äußeren Umständen zuverlässig eine Relativbewe¬ gung der Schaltkontaktstücke ausführen zu können, weist die Schaltkontaktantriebseinrichtung einen Energiespeicher auf. Nach einem vorherigen Laden des Energiespeichers kann aus diesem Energie entnommen werden, um eine Relativbewegung zwischen den Schaltkontaktstücken zu treiben. Als Energiespei- eher können verschiedene Konstruktionen (z. B. chemische, thermische, mechanische Energiespeicher) genutzt werden. Als besonders zuverlässig haben sich jedoch mechanische Energie¬ speicher erwiesen. Mechanische Energiespeicher können durch Umformung geladen werden, wobei eine Entnahme von Energie, z. B. durch eine Rückformung des Energiespeichers erfolgen kann .
Ein Speichergehäuse schützt den Energiespeicher vor äußeren Kräften. Insbesondere bei einem Umformen eines mechanischen Energiespeichers, z. B. einer Feder wird durch das Speichergehäuse zusätzlich ein Ausbrechen und unkontrolliertes Entla¬ den des Energiespeichers unterdrückt. Das Speichergehäuse kann den Energiespeicher nach Art eines Käfigs umgreifen. Durch das Speichergehäuse ist dem Energiespeicher ein mecha¬ nischer Schutz gegeben, welcher dazu dienen kann, eine Bewegung beispielsweise während einer Umformung des Energiespei¬ chers zu leiten. Dadurch kann eine vorgegebene Bewegungsbahn auf den Energiespeicher aufgeprägt werden, wodurch dieser vor Fehlaufladungen bzw. Fehlbewegungen geschützt ist. Somit kann durch das Speichergehäuse zum einen ein Schutz vor von außen einwirkenden Kräften gewährleistet werden, andererseits kann das Speichergehäuse auch eine Bewegung des Energiespeichers führen. Darüber hinaus schützt das Speichergehäuse die Umge- bung bei Fehlfunktionen des Energiespeichers.
Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass das Speicherge¬ häuse eine Relativbewegung, insbesondere eine Umformung des Energiespeichers leitet.
Während eines Ladens bzw. Entladens des Energiespeichers kann dieser eine Bewegung, insbesondere eine Umformung erfahren. Energiespeicher, die durch eine Relativbewegung geladen bzw. entladen werden, sind z. B. mechanische Energiespeicher, wie Federn in verschiedenen Bauformen (z. B. Schraubenfedern,
Torsionsfeder, Gasdruckfedern usw.). Je nach zu speichernder Energiemenge, bzw. Bauform des Energiespeichers können die auf den Energiespeicher zum Laden einwirkenden Energien vergleichsweise groß sein. Insbesondere bei kurzen Zeitinterval¬ len, in welchen ein Laden des Energiespeichers erfolgt, kann eine hohe Stressbelastung desselben auftreten. Um die Belas- tung des Energiespeichers zu reduzieren und eine langzeit- stabile Schaltkontaktantriebseinrichtung bereitzustellen, ist eine dauerhaft gleichbleibende Bewegung des Energiespeichers sicherzustellen. Durch das Speichergehäuse kann eine Relativbewegung des Energiespeichers geleitet werden. Insbesondere bei einem Laden und Entladen kann so die Lade- bzw.
Entladegeschwindigkeit vergrößert werden, da eine Relativbe¬ wegung des Energiespeichers vom Speichergehäuse geführt wird. Entsprechend ist einem Ausbrechen oder Fehlfunktionen des Energiespeichers während eines Ladens bzw. Entladens entge- gengewirkt. Insbesondere bei einer Ausführung des Speicherge¬ häuses nach Art eines Käfigs kann so auch ein Ausbrechen des Energiespeichers verhindert werden. So ist beispielsweise auch bei Fehlfunktionen, beispielsweise einem Bersten des Energiespeichers ein mechanischer Schutz der Umgebung vor ei- nem berstenden Energiespeicher durch das Speichergehäuse gegeben. Je nach Formgebung des Speichergehäuses können verschiedenartige Lade- bzw. Entladebewegungen des Energie¬ speichers unterstützt bzw. gefördert werden, so dass durch die Auswahl der Form, beispielsweise Umfang oder Länge des Speichergehäuses auch eine Variation des Energiespeichers vorgenommen werden kann. So können gegebenenfalls kürzere oder längere Federn, verschiedenartige Bauformen von Energie¬ speichern usw. genutzt werden, wobei je nach Bauform verschiedenartige Speichergehäuse verwendet werden können. Ent- sprechend kann ein modulartiger Aufbau des Speichergehäuses vorgesehen werden, wobei das Speichergehäuse als Teil des Ge¬ triebes beispielsweise an ein Getriebegehäuse angeflanscht werden kann, so dass in einfacher Art und Weise eine Modifi¬ kation des Energiespeichers bzw. des Speichergehäuses vorge- nommen werden kann. Das Getriebegehäuse kann auch einen Abschnitt (Modul) des Speichergehäuses bilden. Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass das Speicherge¬ häuse quer zu einer Relativbewegung des Energiespeichers eine Fügestelle aufweist. Durch eine Anordnung einer Fügestelle quer zur Relativbewe¬ gung des Energiespeichers besteht die Möglichkeit, die Dimen¬ sion bzw. Aufnahmekapazität des Speichergehäuses zu variie¬ ren. So kann das Speichergehäuse beispielsweise aus Modulen zusammengesetzt werden, wobei zwischen den Modulen eine Füge- stelle angeordnet ist. Entsprechend ist es möglich, je nach Bedarf größere oder kleinere Energiespeicher mit einem gleichartigen Speichergehäuse zu umgeben, welches jedoch aus unterschiedlichen Modulen zusammengesetzt ist. Aufgrund einer modularen Ausbildung des Speichergehäuses können Gleichteile verwendet werden, um verschiedenartige Schaltkontaktantriebs- einrichtungen mit unterschiedlichen Schaltkapazitäten auszubilden. Die Fügestelle kann beispielsweise als stumpfer Stoß zwischen verschiedenen Abschnitten (Modulen) des Speichergehäuses ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Fügestelle geschlossen, z. B. durch stoffschlüssige Fügeverfahren, oder überbrückt wird, um die Stabilität des Speichergehäuses zusätzlich zu erhöhen.
Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass ein Kulissen- gang zur Führung einer Bewegung des Energiespeichers die Fü¬ gestelle quert.
Mittels eines Kulissenganges kann eine Bewegung entlang sei¬ nes Bahnverlaufes zwangsgeführt werden. So ist beispielsweise eine Relativbewegung des Energiespeichers über einen Kulis¬ sengang in einer bestimmten Form festlegbar. Dadurch kann das Speichergehäuse einer Leitung/Steuerung einer Relativbewegung des Energiespeichers dienen. Durch eine Querung einer Füge¬ stelle kann die Relativbewegung in Abhängigkeit der Anzahl und/oder Form der verwendeten Module für das Speichergehäuse variiert werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch ei¬ nen Verlauf eines Kulissenganges über eine Fügestelle hinweg durch Variation verschiedener Abschnitte des Kulissenganges in verschiedenen Modulen verschiedenartige Bewegungsformen zu erzwingen. So ist in einfacher Weise eine mechanische Pro¬ grammierung eines Speicherlade- bzw. -entladevorganges ermög- licht.
Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass das Speicherge¬ häuse an einer Gegenfläche eines Getriebegehäuses gelagert ist .
Ein Getriebegehäuse weist beispielsweise Getriebeelemente auf, welche eine von dem Energiespeicher abzugebende Energie umwandeln bzw. welche eine zum Laden des Energiespeichers notwendige Bewegung in den Energiespeicher einkoppeln. Durch die Verwendung einer Gegenfläche des Getriebegehäuses als Ge¬ genlager (Widerlager) für ein Speichergehäuse ist zum einen eine definierte Lage des Energiespeichers relativ zum Getrie¬ begehäuse gegeben. Des Weiteren kann eine Fügestelle zwischen dem Speichergehäuse sowie dem Getriebegehäuse angeordnet sein, welche von einem Kulissengang gequert ist. Das Getrie¬ begehäuse kann als ein Modul des Speichergehäuses wirken.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kulissengang mittels Formschlusselementen in einer Gegen- fläche zentriert wird.
Durch die Verwendung von Formschlusselementen ist es möglich, den Kulissengang über eine Fügestelle hinweg verlaufen zu lassen und auch im Bereich der Fügestelle eine ausreichende Führungsfunktion durch den Kulissengang sicherzustellen. Entsprechend kann beispielsweise durch eine Fixierung der ein¬ zelnen Module des Speichergehäuses gegeneinander oder auch des Speichergehäuses am Getriebegehäuse eine definierte Rela¬ tivlage von Energiespeicher und Getriebegehäuse sicherge- stellt werden. Mittels der Formschlusselemente kann ein form¬ komplementäres Ineinandergreifen eines Teils (Moduls) des Speichergehäuses in ein anderes Teil (z. B. weiteres Modul oder Getriebegehäuse) im Bereich der Fügestelle sicherge¬ stellt werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen geeigneten Anwendungsfall für eine Schaltkontaktantriebseinrichtung anzugeben. Erfindungsgemäß ist bei einem elektrischen Schaltge¬ rät mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück, welche relativ zueinander bewegbar sind, vorgesehen, zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den Schaltkontaktstü- cken des Schaltgerätes eine Schaltkontaktantriebseinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einzusetzen .
Ein Schaltgerät dient einem Schalten eines Strompfades. Dazu kann das Schaltgerät im Strompfad ein erstes sowie ein zwei¬ tes Schaltkontaktstück aufweisen, wobei die beiden Schaltkontaktstücke relativ zueinander bewegbar sind. Durch ein Kontaktieren der beiden Schaltkontaktstücke kann ein Einschalt¬ zustand im Strompfad des Schaltgerätes hergestellt werden. Durch ein Trennen der Schaltkontaktstücke voneinander kann eine Unterbrecherstelle im Strompfad hergestellt werden. Eine Relativbewegung der Schaltkontaktstücke zueinander ist durch ein Einkoppeln einer Bewegung ermöglicht. Zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den Schaltkontaktstücken ist eine erfindungsgemäße Schaltkontaktantriebseinrichtung dem Schaltgerät zugeordnet. Die Schaltkontaktantriebseinrichtung weist einen Energiespeicher auf, welcher Teil eines Getriebes ist. Der Energiespeicher ist beispielsweise ein mechanischer Energiespeicher in Form einer Feder. Durch ein Laden des Energie- Speichers (z. B. Komprimieren oder Expandieren der Feder) kann Energie im Energiespeicher zwischengespeichert werden. Dies weist den Vorteil auf, dass auch bei einer Störung einer externen Energieversorgung ein autarker Energiespeicher zur Verfügung steht, welcher für eine begrenzte Anzahl von
Schalthandlungen, z. B. Sicherheitsschalthandlungen wie Ausschaltungen usw., Energie zur Verfügung stellt. Bei einem Schalten wird aus dem Energiespeicher Energie entnommen und in kinetische Energie in Form einer Relativbewegung der Kontaktstücke zueinander umgewandelt. Dabei ist der Energiespei¬ cher Teil des Getriebes. Je nach Ausgestaltung des Getriebes können auch mehrere Energiespeicher vorgesehen sein, welche aus Sicherheitsgründen parallel wirken oder auch verschiedene Schaltbewegungen (z. B. ein Energiespeicher für einen Einschaltbewegung, ein Energiespeicher für eine Ausschaltbewegung) bewirken. Je nach Schaltaufgäbe des elektrischen Schaltgerätes, z. B.
Leistungsschalter, Lastschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stellerdungsschalter, können die erforderlichen Bewegungsprofile variieren. Darüber hinaus können je nach Spannungsebene bzw. Stromtragfähigkeit der Schaltkontaktstücke unterschiedliche Anforderungen an die zum Durchführen einer
Schaltbewegung vorzuhaltenden Energien im Energiespeicher gestellt werden. Durch die Nutzung eines Speichergehäuses kann ein Energiespeicher örtlich fixiert werden, wobei bei einem modularen Aufbau des Speichergehäuses die Dimension des Spei- chergehäuses variiert werden kann. So kann z. B. beim Einsatz von Schraubenfedern mit unterschiedlichen Anzahlen von
Schraubengängen und entsprechend abweichenden Energiespei¬ cherkapazitäten das Speichergehäuse leicht modifiziert wer¬ den .
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben . Dabei zeigt die
Figur 1 : eine Schaltkontaktantriebseinrichtung nebst
Schaltgerät; die Figur 2 : ein Modul eines Speichergehäuses wie in der
Schaltkontaktantriebseinrichtung gemäß Figur 1 verbaut mit Blick auf eine Fügestellenfläche und die
Figur 3: eine alternative perspektivische Ansicht, wobei nunmehr die Fügestellenfläche aus der Figur 2 vom
Betrachter abgewandt ist.
Die Figur 1 zeigt eine Schaltkontaktantriebseinrichtung 1, welche an ein elektrisches Schaltgerät 2 über eine Welle 3 angekoppelt ist. Das elektrische Schaltgerät 2 ist beispiels¬ weise ein Hochspannungsleistungsschalter, welcher eine
Schaltkammer aufweist, in welcher ein erstes Schaltkontakt¬ stück 4 zu einem zweiten Schaltkontaktstück 5 relativ bewegbar angeordnet ist. Die beiden Schaltkontaktstücke 4, 5 sind Teil eines Strompfades, welcher mittels des elektrischen
Schaltgerätes 2 ein- und ausschaltbar ist. Dazu ist das erste Schaltkontaktstück 4 bewegbar gelagert und mit der Welle 3 über eine kinematische Kette verbunden. Das zweite Schaltkon¬ taktstück 5 ist im vorliegenden Fall beispielhaft ortsfest ausgeführt. Darüber hinaus können auch elektrische Schaltge¬ räte 2 verwendet werden, bei denen sowohl das erste als auch das zweite Schaltkontaktstück 4, 5 angetrieben sind. Die Ausführungen der Schaltkontaktstücke 4, 5 können je nach Art der gewählten Schaltkammer variieren. Beispielsweise kann es sich bei der Schaltkammer um eine Vakuumschaltröhre handelt, in¬ nerhalb welcher die Schaltkontaktstücke 4, 5 relativ zueinan¬ der bewegbar sind, wobei die Schaltkontaktstücke 4, 5 bei¬ spielsweise als Axialmagnetfeldkontakte stumpf aufeinander stoßen. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die beiden Schaltkontaktstücke 4, 5 einen Nennstromabschnitt so¬ wie einen Lichtbogenabschnitt aufweisen und ihrerseits inner¬ halb eines elektrisch isolierenden Fluides angeordnet sind. Dabei werden die Nennstromabschnitte der Schaltkontaktstücke 4, 5 durch die Lichtbogenabschnitte vor einem starken Ab- brand, beispielsweise durch Schaltlichtbögen geschützt. Die Schaltkontaktantriebseinrichtung weist ein Getriebegehäuse 6 auf. Das Getriebegehäuse 6 ist vorliegend beispielsweise in Form eines Blockes oder aus mehreren Schalen gebildet, um Getriebeteile relativ zueinander zu positionieren. Das Ge- triebegehäuse 6 weist dazu kraftumformende Elemente wie meh¬ rere Wellen auf, an welchen beispielsweise Zahnräder und Kupplungen gelagert sind, die miteinander in Wirkverbindung stehen, um eine Kraftumformung innerhalb des Getriebes zu be¬ wirken. Die kraftumformenden Elemente sind schlussendlich mit der Welle 3 verbunden, über welche eine Antriebsbewegung auf zumindest eines der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke 4, 5 übertragen wird.
Um eine Relativbewegung zwischen den Schaltkontaktstücken 4, 5 zu erzeugen, weist die Schaltkontaktantriebseinrichtung 1 einen ersten Energiespeicher 7 sowie einen zweiten Energiespeicher 8 auf. Die beiden Energiespeicher 7, 8 sind jeweils in einem ersten Speichergehäuse 9 sowie einem zweiten Spei¬ chergehäuse 10 angeordnet. Die beiden Energiespeicher 7, 8 sind vorliegend als Schraubenfedern ausgebildet, welche zum Zwecke einer Energiespeicherung komprimiert werden, und zum Zwecke einer Abgabe der zwischengespeicherten Energie expandieren. Das erste Speichergehäuse 9 umgibt den ersten Ener¬ giespeicher 7. Das zweite Speichergehäuse 10 umgibt den zwei- ten Energiespeicher 8. Dabei sind die Energiespeicher 7, 8 bezogen auf ihre Schraubenachsen mantelseitig von dem jeweiligen Speichergehäuse 9, 10 umgriffen. Das zweite Speicherge¬ häuse 10 ist mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden und
einstückig ausgeformt. Beispielsweise kann im Rahmen eines Gusses das zweite Speichergehäuse 10 einstückig gegossen wer¬ den .
Vorliegend ist vorgesehen, dass aus Sicherheitsgründen ein Aufladen des zweiten Energiespeichers 8 unmittelbar erfolgt, wobei die in dem zweiten Energiespeicher 8 zwischengespeicherte Energie ausgekoppelt wird, um den ersten Energiespei¬ cher 7 mittelbar zu laden. Dadurch ist ein „Nachladen" des ersten Energiespeichers 7 aus dem zweiten Energiespeicher 8 ermöglicht. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltkon- taktantriebseinrichtung dahingehend, dass zusätzlich zu dem Initiieren einer Schalthandlung EIN/AUS, welche aus dem ers- ten Energiespeicher 7 gespeist wird, ein Nachspannen bzw. Nachladen des ersten Energiespeichers 7 aus dem im zweiten Energiespeicher 8 zwischengespeicherten Energievorrat erfolgen kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Anzahl von autark ausführbaren Schalthandlungen der Schaltkontaktstücke 4, 5 des elektrischen Schaltgerätes 2 zusätzlich zu erhöhen.
Eine Komprimierung des ersten Energiespeichers 7 bzw. des zweiten Energiespeichers 8 erfolgt durch eine Bewegung eines freien Endes des jeweiligen Energiespeichers 7, 8 gegen ein Widerlager, welches durch eine Gegenfläche des Getriebegehäu¬ ses 6 gebildet ist. Um die Bewegung auszuführen, ist jeweils eine Pleuelstange IIa, IIb mit einem freien Ende des jeweili¬ gen Energiespeichers 7, 8 verbunden. Die Pleuelstangen IIa, IIb verlaufen dabei durch die Schraubenwindungen des ersten bzw. zweiten Energiespeichers 7, 8 in Richtung des Widerla¬ gers, d. h. in Richtung des Getriebegehäuses 6. Dort sind die Pleuelstangen entsprechend mit den weiteren kraftumformenden Elementen des Getriebes verbunden, so dass bedarfsweise ein Spannen bzw. Entspannen über die jeweilige Pleuelstange IIa, IIb und damit auch ein Einkoppeln einer Bewegung zum Spannen der Energiespeicher 7, 8 bzw. eine Entnahme von Energie über die Pleuelstangen IIa, IIb erfolgt. Im zweiten Speichergehäu¬ se 10 ist mantelseitig diametral gegenüberliegend jeweils ein Kulissengang 12 angeordnet. Die Kulissengänge 12 sind jeweils linear verlaufend ausgerichtet, wobei die Kulissengänge 12 jeweils durch einen Nutenstein 13 abgetastet werden, welche in den jeweiligen Kulissengang 12 hineinragen. Die Nutensteine 13 sind auf einer Welle angeordnet, welche mit der Pleuel¬ stange IIb in Verbindung steht, so dass eine Bewegung der Pleuelstange IIb sowie daraus folgend eine Relativbewegung des zweiten Energiespeichers 8 gesteuert durch ein Abtasten des Nutensteines 13 in dem Kulissengang 12 erfolgt. Dadurch ist ein Komprimieren bzw. Expandieren des zweiten Energiespeichers 13 in linearer Richtung, also in Richtung der
Schraubenwindungen des zweiten Energiespeichers 8 ermöglicht. Durch die Lage der Nutensteine 13 in den Kulissengängen 12 ist der Ladezustand des zweiten Energiespeichers 8 abgebil¬ det. Entsprechend ist ein Ladesymbol bzw. Entladesymbol 14a, 14b im entsprechenden Bereich des Kulissenganges 12 angeord¬ net . Zur Ausbildung des ersten Speichergehäuses 9 des ersten Energiespeichers 7 ist eine alternative Ausführungsvariante ge¬ wählt. Hier ist ein modularer Aufbau des ersten Speicherge¬ häuses 9 vorgesehen, indem ein erstes Modul 15 verwendet wird. Das erste Modul 15 ist in perspektivischen Ansichten in den Figuren 2 und 3 näher dargestellt. Vorliegend weist das erste Speichergehäuse 9 ein einziges erstes Modul 15 auf. Das erste Modul 15 ist mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden, wel¬ ches einen Abschnitt (Modul) des ersten Speichergehäuses 9 ausbildet. Im Zusammenwirken von dem durch das Getriebegehäu- se 6 zur Verfügung gestellten Abschnitt des ersten Speichergehäuses 9 sowie dem ersten Modul 15 ist das erste Speicher¬ gehäuse 9 gebildet. Das erste Modul 15 ist dabei mittels Bol¬ zen 16, welche durch Befestigungslaschen 17 ragen, winkelstarr mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden. Das erste Spei- chergehäuse 9 weist weitere Kulissengänge 18 auf. Die weite¬ ren Kulissengänge 18 weisen eine lineare Erstreckung auf und sind im Wesentlichen parallel zu den Kulissengängen 12 des zweiten Speichergehäuses 10 ausgerichtet. Die weiteren Kulis¬ sengänge 18 sind dabei sowohl von dem ersten Modul 15 als auch von dem Abschnitt des Getriebegehäuses 6, an welchem das erste Modul 15 angesetzt ist, gebildet. Die weiteren Kulis¬ sengänge 18 queren somit eine Fügestelle 19, welche zwischen einer Fügestellenfläche 21 des ersten Moduls 15 sowie der Fü¬ gestellenfläche des Getriebegehäuses 6, welches einen Ab- schnitt des ersten Speichergehäuses 9 bildet, angeordnet ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass statt eines Angusses eines Abschnittes des ersten Speichergehäuses 9 an das Getriebegehäuse 6 auch dieser Abschnitt in Form eines separa¬ ten Modules ausgebildet ist, welches mit dem Getriebegehäuse 6 entsprechend verbolzt wird. So können bedarfsweise, je nach axialer Erstreckung bzw. Anzahl der miteinander zu verbindenden Module kürzer oder länger bauende Speichergehäuse 9 für den ersten Energiespeicher 7 ausgebildet werden. Entsprechend können kürzer oder länger bauende Speicherfedern zur Ausbil- dung des ersten Energiespeichers 7 eingesetzt werden. Um die mechanische Stabilität des ersten Speichergehäuses 9 zu ge¬ währleisten, ist der jeweilige Abschnitt der weiteren Kulis¬ sengänge 18 im Bereich des ersten Modules 15 von Bügeln 20 gebrückt, so dass jeweils ein weiterer Nutenstein 13a in den jeweiligen Kulissengang 18 hineinragen kann und eine Führung durch die weiteren Kulissengänge 18 ermöglicht ist. Hinsicht¬ lich der Funktion der weiteren Nutensteine 13a und der Lade- /Entladesymbole 14a, 14b gilt mutatis mutandis das zum zwei¬ ten Speichergehäuse 10 Ausgeführte.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird nunmehr der Aufbau des ersten Moduls 15 für das erste Speichergehäuse 9 näher beschrieben. In der Figur 2 ist dem Betrachter eine Fügestellenfläche 21 zugewandt, an welcher sich die Fügestelle 19 erstreckt. In der Fügestellenfläche 21 bzw. aus der Fügestellenfläche 21 heraus erheben sich Absätze 22, welche eine formkomplementäre Passung bilden. Die Absätze 22 können in eine gegengleich zur Fügestellenfläche 21 ausgebildete Gegenfläche (z. B. Füge¬ stellenfläche) , beispielsweise eines weiteren Moduls oder des Getriebegehäuses 6, hineinragen, so dass ein stabiler Übergang im Bereich der Fügestelle 19 für den Kulissengang 18 gebildet ist. Über die Befestigungslaschen 17 ist ein Verbolzen des ersten Modules 15 beispielsweise am Getriebegehäuse 6 er¬ möglicht. Weiterhin sind am Umfang des ersten Modules 15 des ersten Speichergehäuses 9 weitere Angüsse 23 vorgesehen, mit¬ tels welcher beispielsweise eine Halterung von Meldeschaltern bzw. eine Führung von Antriebselementen für den Meldeschalter ermöglicht ist. Zur Führung eines Antriebselementes, bei¬ spielsweise einer Schubstange kann in einem der weiteren Angüsse 23 beispielsweise eine nutartige Ausnehmung angeordnet sein, in welcher eine Längsführung einer Schubstange für einen Meldeschalter erfolgt.
In der Figur 3 ist eine Draufsicht auf das freie Ende (vgl. Figur 1) des ersten Modules 15 des ersten Speichergehäuses 9 gezeigt. Die in der Figur 2 dem Betrachter zugewandte Füge¬ stellenfläche 21 ist in der Figur 3 vom Betrachter abgewandt Zusätzlich zu den Ausnehmungen in den Befestigungslaschen 17 können die Wandung des ersten Modules 15 bevorzugt in Richtung der Kulissengänge 18 verlaufende Ausnehmungen einge¬ bracht sein, in welchen beispielsweise weitere Befestigungs¬ mittel positioniert werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltkontaktantriebseinrichtung (1) aufweisend ein Getriebe mit einem Energiespeicher (7, 8) für ein elektrisches Schaltgerät (2),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Energiespeicher (7, 8) von einem Speichergehäuse (9, 10) umgeben ist.
2. Schaltkontaktantriebseinrichtung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Speichergehäuse (9, 10) eine Relativbewegung, insbesonde¬ re eine Umformung des Energiespeichers (7, 8) leitet.
3. Schaltkontaktantriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Speichergehäuse (9, 10) quer zu einer Relativbewegung des Energiespeichers (7, 8) eine Fügestelle (19) aufweist.
4. Schaltkontaktantriebseinrichtung nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Kulissengang (13, 18) zur Führung einer Bewegung des Energiespeichers (7, 8) die Fügestelle (19) quert.
5. Schaltkontaktantriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Speichergehäuse (9, 10) an einer Gegenfläche eines Ge¬ triebegehäuses (6) gelagert ist.
6. Schaltkontaktantriebseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kulissengang (13, 18) mittels Formschlusselementen (22) in einer Gegenfläche zentriert wird.
7. Elektrisches Schaltgerät (2) mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück (4, 5), welche relativ zueinander bewegbar sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den Schaltkontaktstücken (4, 5) des Schaltgerätes eine Schaltkontaktan- triebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
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