WO2009034092A1 - Isolierende schaltstange - Google Patents

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WO2009034092A1
WO2009034092A1 PCT/EP2008/061966 EP2008061966W WO2009034092A1 WO 2009034092 A1 WO2009034092 A1 WO 2009034092A1 EP 2008061966 W EP2008061966 W EP 2008061966W WO 2009034092 A1 WO2009034092 A1 WO 2009034092A1
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WO
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insulating
shift rod
drive element
insulating body
drive
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PCT/EP2008/061966
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf-Reiner Volkmar
Marianne Peter
Gottfried Schuster
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to EP08803933.4A priority patent/EP2188823B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H2033/6667—Details concerning lever type driving rod arrangements

Definitions

  • the invention relates to an insulating shift rod with a drive element for initiating a drive movement in an electrical contact system of a switching device and for generating a contact force in the closed state of the contact system with a clamping device for the drive element of the shift rod to maintain the contact ⁇ force.
  • Such an insulating switching rod is known from the prior art.
  • switchgear such as circuit breakers
  • the insulating switching rod serves on the one hand for galvani ⁇ 's separation of the drive unit from the contact system and on the other hand to initiate the Drive movement and to generate a substantially constant contact force in the closed state of the contact system.
  • the insulating shift rod comprises a tensioning device, which is arranged in a cavity of the shift rod and acts between a drive element and a housing of the shift rod, so that when closed by the tensioning device, the contact force is maintained on the contact system.
  • iso- lierenden shift rod comprises the tensioning device An ⁇ order of helical compression springs, by which the contact force is generated.
  • the helical compression spring is surrounded by a housing part, which in turn is integrated in a housing part for the shift rod, wherein both the two Housing parts and connecting and / or cover parts of the housing parts are made of insulating material.
  • the housing parts are fastened together by screw connection and to the switching device by means of a flange, as is known for example from DE 197 16 956 Al, DE 9319264 Ul or DE 9203990 Ul.
  • a clamping connection is known from DE 3742459 A1. This represents a particularly complex and complex construction.
  • Object of the present invention is to provide an insulating shift rod of the type mentioned in such a way that it is simple to assemble and mount, with no torsion moments should be introduced into the switch contact system during assembly.
  • the switch rod can be mounted in the switching device due to the pre ⁇ Spannfederkraft the tensioning device quasi one piece movable and can only be disassembled again in their disassembled from the interrupter state by means of targeted external force and torque introduction.
  • the plug-and-detent connection the reduction of insulating material of the shift rod on two insulator. Be ⁇ dingt by avoiding necessary in the prior art metal parts the insulating switching rod according to the invention (also called Isolierschaltstange) easily establishes ⁇ adjustable and inexpensive.
  • a possible simple embodiment of the invention provides that the plug-and-detent connection is designed in the form of a bayonet closure. As a result, a simple and quick to manufacture and releasable mechanical connection of shift rod and drive element is possible. These are connected by nesting and twisting each other and pressed against each other. In addition, a catch can be provided to secure the connection.
  • the switching rod and the drive element are each surrounded by an associated insulating body, which are plugged into one another and locked together.
  • an associated insulating body which are plugged into one another and locked together.
  • two insulating or insulating parts are required, in which one or more spring elements, in particular helical compression springs can be inserted as a clamping device.
  • the two insulating bodies in a simple manner in casting, injection molding or other suitable method for producing the complex body geometry can be produced.
  • one of the insulating body, in particular the surrounding the switching rod insulator is fixed and thus stored stationary and the surrounding the drive element Iso ⁇ lier emotions movably mounted.
  • the drive element in a simple manner by handling a single movable insulating body, the up on the stationary insulator or used and on or in this longitudinally movable and rotatable feasible and can be latched, mounted and dismounted.
  • the clamping device is associated with one of the insulating body.
  • at least the insulating body associated with the switching rod has a cavity in which a helical compression spring arrangement is arranged as a clamping device, which comprises at least one helical compression spring arranged around the switching rod.
  • the tensioning device may comprise a helical compression spring arranged around the drive element.
  • a plurality of separate and / or nested helical compression springs can be arranged in each case around the drive element and / or the shift rod.
  • the form of a helical compression spring assembly jig may comprise separate opposing and more ge ⁇ gen concern wound and nested Schrau ⁇ bendruckfedern which jointly have a large spring force.
  • a clamping device it is possible with such a clamping device to produce large contact forces of 3500 N to 5000 N at a working ⁇ stroke between 0 mm and 5 mm with a compact size, the helical compression spring arrangement an average spring rate of 200 N / mm at an unstretched length of about 100 mm and at a given inner and outer coil diameter.
  • a buckling safety of the helical compression spring assembly is substantially increased because one or more mutually opposed helical compression springs are stably guided or the counter-wound helical compression springs mutually stabilize against buckling, whereby the wear of the device is reduced.
  • the helical compression spring assembly also has no edges, so that friction effects on the wall of the cavity are reduced and the wear of the Spring is lowered.
  • helical compression springs compared to previously conventional disc springs on a flatter characteristic with a comparatively constant contact force in the wake.
  • the two insulating body are provided in a further advantageous embodiment on the inside and / or outside with locking grooves and / or snap-in hooks.
  • the insulating body are provided with mutually corresponding locking grooves and latching hooks which engage positively and non-positively in the inserted and latched state.
  • reinforcing elements eg. B. star-shaped integrated metallic struts, be provided.
  • guide grooves can additionally be provided on at least one of the insulator, in particular on the stationary insulator inside or outside.
  • the guide grooves can be provided with a suitable lubricant.
  • the locking grooves can also serve as guide grooves.
  • FIG 1 shows a pole of a switching device with a ⁇ he inventive insulating switching rod drive element
  • FIG 2 show a detailed view of the insulating switching rod according to the invention with a drive element, said associated one another pluggable and lockable Iso ⁇ lier Economics with the inside locking andWhensnu- th,
  • FIG. 3 shows a detail view of the insulating switching rod according to the invention with drive element, wherein these have one another plug-in and latchable insulating bodies with outside locking andSystemsnu ⁇ th,
  • FIG. 4 shows a detailed view of the insulating switching rod according to the invention with drive element, wherein these associated one another pluggable and latchable glo ⁇ ckenförmige insulator having inside locking and guide grooves, and
  • FIG. 5 to 8 schematically in longitudinal section an embodiment of an insulating shift rod according to the invention with drive element, which can be connected to one another by means of a bayonet lock plug and latch connection of shift rod and drive element in different plug and detent positions.
  • FIG. 1 shows a switch pole 1 of a circuit breaker known as such for switching or interrupting currents of a polyphase alternating current network.
  • the switch pole 1 comprises an insulating housing 2, in which a first closing piece 3 and a second, not shown An ⁇ final piece for connection to figuratively not shown busbars or output conductor of the switching device are arranged.
  • a drive unit 4 is vorgese ⁇ hen.
  • an electrically conductive connection via the contact system of the vacuum interrupter 5 by means of, for example, designed as a magnetic drive unit 4 can be prepared or separated.
  • an unillustrated moving contact element of the vacuum interrupter tube 5 is movable by means of an insulating switching rod 7, which comprises a conductive connecting rod 6, with a drive element 8 (referred to below as drive bolt 8) designed as a drive bolt.
  • the drive unit 4 engages in order to initiate the drive movement, in particular a translational movement and / or a rotational movement in the drive bolt 8.
  • the insulating shift rod 7 includes the connecting rod 6.
  • the insulating shift rod 7 and the drive bolt 8 are each of an associated
  • Insulating body 9 and 10 surrounded.
  • the insulating body 9 and 10 are made of insulating material.
  • the connecting rod 6 and the drive pin 8 are part of the insulating shift rod 7, which will be explained in more detail below with reference to Figures 2 to 8.
  • the insulating shift rod 7 is mechanically coupled to the drive unit 4 via the drive pin 8, via which a drive movement is introduced into the moving contact element of the vacuum interrupter 5.
  • Figure 2 shows the insulating shift rod 7 with drive pin 8 of Figure 1 in a detailed view.
  • the insulating shift rod 7 comprises the insulating body 9, in which the connecting rod 6 is cast.
  • the insulating body 10 of the drive pin 8 is cast.
  • the insulating body 9 has a cylindrical cavity 11, which is closed by means of the other insulating body 10.
  • the cast-in in the insulating body 9 connecting rod 6 and cast in the Iso ⁇ lier Economics 10 drive pin 8 extend surrounded by the insulating material from the respective bottom of the insulator 9 and 10 out cylindrically.
  • the drive bolt 8 also has a connection-like portion 12, which serves to receive a Anschlußele ⁇ not shown detail management.
  • the two insulating body 9 and 10 are plug-in or snap-in connection 13 in one another or plugged together and locked together.
  • the insulating body 9 is stationary with the connected to the vacuum interrupter 5 connecting rod 6 and thus executed fixed.
  • the Iso ⁇ lier emotions 10 with the drive pin 8 is designed to be movable, in particular longitudinally movable and rotatable.
  • the cavity 11 at its open end 13 to an introduced in the wall of the solid insulating body 9, for example segment ⁇ partially circumferential groove-shaped and serving as a locking groove 14 from ⁇ savings.
  • the movable insulating body 10 has for this purpose a serving as a latching hook 15 projection on, which is guided in the locking groove 14 and can be latched in an end position.
  • the locking groove 14 limited by the height of the movement of the longitudinally movable and rotatably guided in the locking groove 14 insulator 10 and thus serves as a stop element.
  • the height of the locking groove 14 is chosen so that it is substantially greater than the height of the latching hook 15.
  • the height or the course of the locking groove 14 is selected such that by means of the clamping device 18, a biasing force is set.
  • a screw bendruckfederan angel hereinafter called trim directionalentikfederan- 18
  • trim SLentikfederan- 18 a screw bentigfederan angel arranged with at least one of the SSentikfe ⁇ F.
  • the helical compression spring assembly 18 is biased at a single helical compression spring F between a spring plate 16 arranged in the bottom region of the cavity 11 and a further spring plate 17 arranged in the bottom region of the insulating body 10.
  • the helical compression spring F has an inner diameter on which the outer diameter of the cylindrical elevations corresponds to the bottom regions of the two insulating bodies 9 and 10, so that the helical compression spring F is guided on the inner wall of these elevations.
  • the helical compression spring assembly 18 may include two separate helical compression springs Fl and F2, which are opposite to each other on the connecting rod 6 and arranged the on ⁇ drive pin 8 and moved towards each other upon actuation of the drive pins 8 and are biased.
  • the locking groove 14 is placed on the fixed insulating body 9 on the outside in its wall.
  • the movable insulating body 10 has with the locking groove 14 corresponding locking hooks 15 which engage around the fixed insulating body 10 and are guided in the locking groove 14 longitudinally movable and rotatable in this latched.
  • the insulating body 10 also has a cavity 19.
  • the two insulators 9 and 10 are executed in the manner of nested bells, wherein in the inner wall of the stationary insulating body 9, the locking groove 14 is introduced, in which a projection of the Isolierkör ⁇ pers 10 as latching hooks 15 is guided longitudinally movable and rotatable and latched.
  • FIGS. 5 to 8 show a schematic longitudinal section
  • the latching hooks 15 are radially from the movable insulating body 10.
  • the two insulators 9 and 10 are, as shown in Figure 6, inserted in the insertion direction to a stop into each other and then at least one of the two insulator 9 or 10 or both mutually up to a
  • Plug and latch connection 13 is a simple and quickly producible and releasable mechanical connection of shift rod 7 and drive pin 8 allows.
  • FIG. 5 to 8 embodiment of the male and female connection 13 is an embodiment, wherein the number, type, shape and / or the course of latching hooks 15 and / or locking grooves 14 may vary.
  • connection element 13 plug-and-lock connection

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Für eine isolierende Schaltstange (7) mit einem Antriebselement (8) zur Einleitung einer Antriebsbewegung in ein elektrisches Kontaktsystem eines Schaltgerätes und zur Erzeugung einer Kontaktkraft im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems mit einer Spannvorrichtung (18) für das Antriebselement (8) der Schaltstange (7) zur Aufrechterhaltung der Kontaktkraft, welche bei einem kompakten Aufbau über eine größere Kontaktkraft verfügt und konstante Federeigenschaften sowie einen geringen Verschleiß über die gesamte Einsatzdauer gewährleistet, wird vorgeschlagen, dass die Schaltstange (7) und das Antriebselement (8) mittelbar oder unmittelbar mittels einer Steck- und Rast-Verbindung (13) verbindbar sind.

Description

Beschreibung
Isolierende Schaltstange
Die Erfindung betrifft eine isolierende Schaltstange mit einem Antriebselement zur Einleitung einer Antriebsbewegung in ein elektrisches Kontaktsystem eines Schaltgerätes und zur Erzeugung einer Kontaktkraft im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems mit einer Spannvorrichtung für das Antriebs- element der Schaltstange zur Aufrechterhaltung der Kontakt¬ kraft.
Eine derartige isolierende Schaltstange ist aus dem Stand der Technik bekannt. Bei Schaltgeräten, wie beispielsweise Leis- tungsschaltern, mit einem in einer Vakuumröhre angeordneten elektrischen Kontaktsystem, wobei eine Antriebsbewegung über eine Antriebseinheit auf das Kontaktsystem eingeleitet wird, dient die isolierende Schaltstange einerseits zur galvani¬ schen Trennung der Antriebseinheit von dem Kontaktsystem und andererseits zur Einleitung der Antriebsbewegung und zur Erzeugung einer im Wesentlichen gleich bleibenden Kontaktkraft im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems. Dazu umfasst die isolierende Schaltstange eine Spannvorrichtung, die in einem Hohlraum der Schaltstange angeordnet ist und zwischen einem Antriebselement und einem Gehäuse der Schaltstange wirkt, so dass bei geschlossenem Zustand durch die Spannvorrichtung die Kontaktkraft auf das Kontaktsystem aufrechterhalten ist.
Bei der aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten iso- lierenden Schaltstange umfasst die Spannvorrichtung eine An¬ ordnung von Schraubendruckfedern, durch welche die Kontaktkraft erzeugt wird. Dabei ist die Schraubendruckfeder von einem Gehäuseteil umgeben, das wiederum in einem Gehäuseteil für die Schaltstange integriert ist, wobei sowohl die beiden Gehäuseteile als auch Verbindungs- und/oder Abdeckteile der Gehäuseteile aus Isolierstoffmaterial sind. Dabei sind die Gehäuseteile miteinander durch Schraubverbindung und an das Schaltgerät mittels eines Flansches befestigt, wie dies beispielsweise aus der DE 197 16 956 Al, DE 9319264 Ul oder DE 9203990 Ul bekannt ist. Auch ist anstelle einer Schraubverbindung eine Klemmverbindung aus der DE 3742459 Al bekannt. Dies stellt eine besonders aufwändige und komplexe Konstruktion dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine isolierende Schaltstange der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, dass diese einfach aufgebaut und montierbar ist, wobei bei Montage keine Torsionsmomente in das Schaltkontaktsystem ein- geleitet werden sollen.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einer isolie¬ renden Schaltstange der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die Schaltstange und das Antriebselement mittelbar oder un- mittelbar mittels einer Steck- und Rast-Verbindung verbindbar sind.
Mittels einer Steck- und Rast-Verbindung von Schaltstange und Antriebselement wird in vorteilhafter Weise eine einfache Montage ermöglicht, wobei durch die Steck-Rast-Verbindung beim Fügen und Einrasten durch weiteres Zusammenpressen der beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildeten Spannvorrichtung eine hohe Kontaktkraft auf die Schaltgeräte-, insbesondere Schaltröhrenkontakte erzeugt wird. Somit ist die in das Schaltgerät montierbare Schaltstange aufgrund der Vor¬ spannfederkraft der Spannvorrichtung quasi einstückig beweglich und kann nur im von der Schaltröhre demontierten Zustand mittels gezielter äußerer Kraft- und Drehmomenteinleitung wieder in ihre Einzelteile zerlegt werden. Darüber hinaus er- möglicht die Steck-Rast-Verbindung die Reduzierung der Isolierstoffteile der Schaltstange auf zwei Isolierkörper. Be¬ dingt durch die Vermeidung von im Stand der Technik erforderlichen Metallteilen ist die erfindungsgemäße isolierende Schaltstange (auch Isolierschaltstange genannt) einfach her¬ stellbar und kostengünstig.
Eine mögliche einfache Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steck-Rast-Verbindung in Form eines Bajonettverschlusses ausgebildet ist. Hierdurch ist eine einfache und schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung von Schaltstange und Antriebselement ermöglicht. Dabei werden diese durch Ineinanderstecken und gegenseitiges Verdrehen verbunden und gegeneinander gepresst. Zusätzlich kann zur Sicherung der Verbindung eine Raste vorgesehen sein.
In einer einfachen Ausführungsform sind die Schaltstange und das Antriebselement jeweils von einem zugehörigen Isolierkörper umgeben, welche ineinander steckbar und miteinander rastbar verbindbar sind. Somit sind nur noch zwei Isolierkörper oder Isolierstoffteile erforderlich, in die ein oder mehrere Federelemente, insbesondere Schraubendruckfedern als Spannvorrichtung einlegbar sind. Dabei sind die beiden Isolierkörper in einfacher Art und Weise im Gieß-, Spritzgieß- oder einem anderen geeigneten Verfahren zur Erzeugung der komplexen Körpergeometrie herstellbar.
Zweckmäßigerweise ist eines der Isolierkörper, insbesondere der die Schaltstange umgebende Isolierkörper fest und somit stationär gelagert und der das Antriebselement umgebende Iso¬ lierkörper beweglich gelagert. Hierdurch kann das Antriebselement in einfacher Art und Weise durch Handhabung eines einzelnen beweglichen Isolierkörpers, der auf den stationären Isolierkörper auf- oder einsetzbar und auf bzw. in diesem längsbeweglich und drehbar führbar und einrastbar ist, montiert und demontiert werden.
Je nach Ausführungsform ist die Spannvorrichtung einem der Isolierkörper zugeordnet. So weist beispielsweise zumindest der der Schaltstange zugehörige Isolierkörper einen Hohlraum auf, in welchem als Spannvorrichtung eine Schraubendruckfe- deranordnung angeordnet ist, die mindestens eine um die Schaltstange angeordnete Schraubendruckfeder umfasst. Alter- nativ oder zusätzlich kann die Spannvorrichtung eine um das Antriebselement angeordnete Schraubendruckfeder umfassen. Auch können um das Antriebselement und/oder die Schaltstange jeweils mehrere separate und/oder ineinander verschachtelte Schraubendruckfedern angeordnet sein. Mit anderen Worten: Die als Schraubendruckfederanordnung ausgebildete Spannvorrichtung kann separate einander gegenüberliegende und mehrere ge¬ genläufig gewickelte und ineinander verschachtelte Schrau¬ bendruckfedern umfassen, die insgesamt über eine große Federkraft verfügen. Insbesondere ist es mit einer derartigen Spannvorrichtung möglich, bei einem kompakten Bauvolumen große Kontaktkräfte von 3500 N bis 5000 N bei einem Arbeits¬ hub zwischen 0 mm und 5 mm zu erzeugen, wobei die Schraubendruckfederanordnung eine gemittelte Federrate von 200 N/mm bei einer ungespannten Länge von ca. 100 mm und bei vorgegebenem inneren und äußeren Windungsdurchmesser aufweist. Des Weiteren ist in vorteilhafter Weise eine Knicksicherheit der Schraubendruckfederanordnung wesentlich erhöht, weil einzelne oder mehrere einander gegenüberliegende Schraubendruckfedern stabil geführt oder die gegenläufig gewickelten Schraubendruckfedern sich gegenseitig gegen ein Verknicken stabilisieren, wodurch der Verschleiß der Vorrichtung reduziert wird. Die Schraubendruckfederanordnung weist zudem keine Kanten auf, so dass Reibungseffekte an der Wandung des Hohlraumes verringert sind und der Verschleiß der Feder herabgesetzt ist. Darüber hinaus weisen Schraubendruckfedern im Vergleich zu bislang üblichen Tellerfedern eine flachere Kennlinie auf mit einer vergleichsweise konstanten Kontaktkraft im Gefolge.
Für eine steck- und rastbare Verbindung der beiden Isolierkörper sind diese in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform innenseitig und/oder außenseitig mit Rastnuten und/oder Rasthaken versehen. In vorteilhafter Weise sind die Isolierkörper mit zueinander korrespondierenden Rastnuten und Rasthaken versehen, die im gesteckten und gerasteten Zustand form- und kraftschlüssig ineinander greifen. Zur Erhöhung der Schlagfestigkeit der Rasthaken oder Zapfen des beweglichen Isolierkörpers bei Schlagbeanspruchung z. B. beim Schaltvor- gang können zusätzlich Verstärkungselemente, z. B. sternförmig integrierte, metallische Rundstreben, vorgesehen sein.
Für eine einfache, sichere und weitgehend spielarme Führung des beweglichen Isolierkörpers der Schaltstange bei der Mon- tage oder Demontage können zusätzlich Führungsnuten an zumindest einem der Isolierkörper, insbesondere am stationären Isolierkörper innen- oder außenseitig vorgesehen sein. Für eine sichere Führung können die Führungsnuten mit einem geeigneten Schmiermittel versehen sein. Auch können die Rast- nuten als Führungsnuten dienen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Fi¬ guren näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 einen Schalterpol eines Schaltgerätes mit einer er¬ findungsgemäßen isolierenden Schaltstange mit Antriebselement, FIG 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen isolierenden Schaltstange mit Antriebselement, wobei diese zugehörige ineinander steck- und rastbare Iso¬ lierkörper mit innenseitigen Rast- und Führungsnu- ten aufweisen,
FIG 3 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen isolierenden Schaltstange mit Antriebselement, wobei diese zugehörige ineinander steck- und rastbare Iso- lierkörper mit außenseitigen Rast- und Führungsnu¬ ten aufweisen,
FIG 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen isolierenden Schaltstange mit Antriebselement, wobei diese zugehörige ineinander steck- und rastbare glo¬ ckenförmige Isolierkörper mit innenseitigen Rast- und Führungsnuten aufweisen, und
FIG 5 bis 8 schematisch im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen isolierenden Schaltstange mit Antriebselement, wobei diese mittels einer als Bajonettverschluss ausgebildeten Steck- und Rast-Verbindung von Schaltstange und Antriebselement in verschiedenen Steck- und Rastpositionen miteinander verbindbar sind.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Schalterpol 1 eines als solchen bekannten Leistungsschalters zum Schalten bzw. Unterbrechen von Strömen eines mehrphasigen Wechselstromnetzes. Der Schalterpol 1 um- fasst ein Isolierstoffgehäuse 2, in welchem ein erstes An- schlussstück 3 sowie ein zweites nicht dargestelltes An¬ schlussstück zum Anschluss an figürlich nicht dargestellte Sammelschienen bzw. Abgangsleiter des Schaltgerätes angeordnet sind. Zur Einleitung einer Antriebsbewegung in ein elektrisches Kontaktsystem einer als Vakuumschaltröhre 5 aus¬ gebildeten Schaltgerätes ist eine Antriebseinheit 4 vorgese¬ hen .
Zwischen dem ersten Anschlussstück 3 und dem zweiten nicht dargestellten Anschlussstück ist eine elektrisch leitende Verbindung über das Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre 5 mittels der beispielsweise als Magnetantrieb ausgebildeten Antriebseinheit 4 herstell- bzw. trennbar. Hierbei ist ein nicht dargestelltes Bewegkontaktelement der Vakuumschalt- röhre 5 mittels einer isolierenden Schaltstange 7, die eine leitende Verbindungsstange 6 umfasst, mit einem als Antriebsbolzen ausgebildeten Antriebselement 8 (im Weiteren Antriebsbolzen 8 genannt) bewegbar. Dabei greift die Antriebseinheit 4 zur Einleitung der Antriebsbewegung, insbesondere einer translatorischen Bewegung und/oder einer Drehbewegung in den Antriebsbolzen 8 ein.
Darüber hinaus umfasst die isolierende Schaltstange 7 die Verbindungsstange 6. Die isolierende Schaltstange 7 und der Antriebsbolzen 8 sind jeweils von einem zugehörigen
Isolierkörper 9 bzw. 10 umgeben. Die Isolierkörper 9 und 10 sind aus Isolierstoffmaterial. Die Verbindungsstange 6 und der Antriebsbolzen 8 sind dabei Teil der isolierenden Schaltstange 7, welche mit Bezug auf die Figuren 2 bis 8 weiter unten näher erläutert wird.
Die isolierende Schaltstange 7 ist mit der Antriebseinheit 4 über den Antriebsbolzen 8 mechanisch gekoppelt, über welche eine Antriebsbewegung in das Bewegkontaktelement der Vakuumschaltröhre 5 eingeleitet wird.
Figur 2 zeigt die isolierende Schaltstange 7 mit Antriebsbolzen 8 aus Figur 1 in einer Detailansicht.
Die isolierende Schaltstange 7 umfasst den Isolierkörper 9, in welchem die Verbindungsstange 6 eingegossen ist. In den Isolierkörper 10 ist der Antriebsbolzen 8 eingegossen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Isolierkörper 9 einen zylindrischen Hohlraum 11 auf, welcher mittels des anderen Isolierkörpers 10 verschlossen ist. Die in dem Isolierkörper 9 eingegossene Verbindungsstange 6 und der in dem Iso¬ lierkörper 10 eingegossene Antriebsbolzen 8 erstrecken sich umgeben vom Isolierstoff aus dem jeweiligen Boden der Isolierkörper 9 bzw. 10 zylindrisch heraus. Der Antriebsbolzen 8 weist ferner einen anschlussartigen Abschnitt 12 auf, welcher zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Anschlussele¬ ments dient.
Die beiden Isolationskörper 9 und 10 sind über eine Steck- Rast-Verbindung 13 in- oder aufeinander steckbar und miteinander rastbar verbindbar. Hierzu ist der Isolierkörper 9 mit der an der Vakuumschaltröhre 5 angebundenen Verbindungs- Stange 6 stationär und somit feststehend ausgeführt. Der Iso¬ lierkörper 10 mit dem Antriebsbolzen 8 ist beweglich ausgeführt, insbesondere längsbeweglich und drehbar.
Zur Begrenzung der Bewegung des Antriebsbolzens 8 weist der Hohlraum 11 an seinem offenen Ende 13 eine in die Wandung des festen Isolierkörpers 9 eingebrachte beispielsweise segment¬ weise umlaufende nutförmige und als Rastnut 14 dienende Aus¬ sparung auf. Der bewegliche Isolierkörper 10 weist hierzu korrespondierend eine als Rasthaken 15 dienende Auskragung auf, die in der Rastnut 14 geführt und in einer Endstellung einrastbar ist. Die Rastnut 14 begrenzt durch deren Höhe die Bewegung des in der Rastnut 14 längsbeweglich und drehbar geführten Isolierkörpers 10 und dient somit als Anschlagele- ment . Die Höhe der Rastnut 14 ist dabei so gewählt, dass sie im Wesentlichen größer als die Höhe des Rasthakens 15 ist. Darüber hinaus ist die Höhe bzw. der Verlauf der Rastnut 14 derart gewählt, dass mittels der Spannvorrichtung 18 eine Vorspannkraft eingestellt wird.
In dem Hohlraum 11 ist als Spannvorrichtung 18 eine Schrau- bendruckfederanordnung (im Weiteren Schraubendruckfederan- ordnung 18 genannt) mit mindestens einer Schraubendruckfe¬ der F angeordnet. Die Schraubendruckfederanordnung 18 ist bei einer einzelnen Schraubendruckfeder F zwischen einem im Bodenbereich des Hohlraumes 11 angeordneten Federteller 16 und einem im Bodenbereich des Isolierkörpers 10 angeordneten weiteren Federteller 17 vorgespannt. Die Schraubendruckfeder F weist dabei einen Innendurchmesser auf der dem Außendurchmes- ser der zylinderförmigen Erhebungen aus den Bodenbereichen der beiden Isolierkörper 9 bzw. 10 entspricht, so dass die Schraubendruckfeder F an der Innenwandung dieser Erhebungen geführt ist.
Alternativ kann die Schraubendruckfederanordnung 18 zwei separate Schraubendruckfedern Fl und F2 umfassen, die einander gegenüberliegend auf der Verbindungsstange 6 bzw. dem An¬ triebsbolzen 8 angeordnet sind und bei Betätigung des Antriebsbolzen 8 aufeinander zu bewegt und vorgespannt werden.
Mit einer derartigen isolierenden Schaltstange 7 mit Antriebsbolzen 8 wird bei einem Schaltgerät einerseits eine galvanische Trennung zwischen der Antriebseinheit 4 und dem Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre 5 ausgebildet, da eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit 4 über die isolierende Schaltstange 7 übertragen wird, wobei keine galvanische Verbindung zwischen dem Antriebsbolzen 8 und der Verbindungsstange 6 vorhanden ist. Des Weiteren wird nach einer erfolgten Antriebsbewegung zum Schließen des
Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre 5 eine Kontaktkraft durch die Schraubendruckfederanordnung 18 der isolierenden Schaltstange 7 auf das Bewegkontaktelement im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre 5 übertragen, weil nach erfolgter Antriebsbewegung und arretiertem Antriebsbolzen 8 durch die Schraubendruckfederanordnung 18 zwischen dem Bodenbereich über den in der Rastnut 14 eingerasteten beweglichen Isolierkörper 10 des Antriebsbolzen 8 die Federkraft der Schraubendruckfederanord- nung 18 auf die Verbindungsstange 6 und damit auf das Beweg¬ kontaktelement der Vakuumschaltröhre 5 wirkt.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, ist dabei insbesondere durch die Anordnung von der Schraubendruckfederanordnung 18 eine Kippsicherheit der Federanordnung gewährleistet, weil die Schraubendruckfeder/n F oder Fl, F2 in den Federtellern 16, 17 geführt und gegen ein Verkippen stabilisiert ist bzw. sind. Mit einer derartigen Schraubendruckfederanord¬ nung 18 ist es insbesondere möglich, bei einem kompakten Bau- volumen große Kontaktkräfte von 3.500 bis 5.000 N bei einem Arbeitshub zwischen 0 und 5 mm zu erzeugen, wobei die Schrau¬ bendruckfederanordnung 18 eine gemittelte Federrate von 200 N/mm bei einer ungespannten Länge von ca. 100 mm und bei vorgegebenem inneren und äußeren Windungsdurchmesser aufweist. Je nach Art und Aufbau der Schraubendruckfe- deranordnung 18 kann diese auch mehr als eine Schraubendruckfeder umfassen. Bei mehreren Schraubendruckfedern können diese insbesondere gegenläufig gewickelt sein. Figuren 3 und 4 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für unterschiedliche Gehäuseformen der Isolierkörper 9 und 10 und unterschiedliche Steck-Rast-Verbindungen 13.
In Figur 3 ist die Rastnut 14 am festen Isolierkörper 9 außenseitig in dessen Wandung eingebracht. Der bewegliche Isolierkörper 10 weist mit der Rastnut 14 korrespondierende Rasthaken 15 auf, die den festen Isolierkörper 10 umgreifen und in der Rastnut 14 längsbeweglich und drehbar in diese einrastbar geführt sind.
In Figur 4 weist der Isolierkörper 10 ebenfalls einen Hohlraum 19 auf. Die beiden Isolierkörper 9 und 10 sind in Art von ineinander gesteckten Glocken ausgeführt, wobei in die Innenwandung des stationären Isolierkörpers 9 die Rastnut 14 eingebracht ist, in welche eine Auskragung des Isolierkör¬ pers 10 als Rasthaken 15 längsbeweglich und drehbar sowie einrastbar geführt ist.
Figuren 5 bis 8 zeigen schematisch im Längsschnitt ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen isolierenden Schaltstange 7 mit einer als Bajonettverschluss ausgebildeten Steck- und Rast-Verbindung 13 von Schaltstange 7 und Antriebsbolzen 8 in verschiedenen Steck- und Rastpositionen. Hierzu wird der bewegliche Isolierkörper 10 des
Antriebsbolzens 8 in den Öffnungsbereich und den Hohlraum 11 des stationären oder festen Isolierkörpers 9 und 10 eingeführt, insbesondere gesteckt. Je nach Ausführungsform - beide oder nur einer der beiden Isolierkörper 9 und 10 ist bei der Montage/Demontage beweglich - können die beiden Isolierkörper 9 und 10 auch ineinander gesteckt werden.
Zum Ineinanderstecken oder Hineinführen weist die Innenwandung des einen, insbesondere des festen Isolierkörpers 9 über die Oberfläche verteilt mehrere Rastnuten 14 auf, in welchen zu diesen korrespondierende Rasthaken 15 des anderen, insbesondere beweglichen Isolierkörpers 10 geführt sind. Hierzu stehen die Rasthaken 15 radial vom beweglichen Isolierkörper 10 ab.
Die beiden Isolierkörper 9 und 10 werden, wie in Figur 6 gezeigt, in Steckrichtung bis zu einem Anschlag ineinander gesteckt und anschließend zumindest einer der beiden Isolierkörper 9 oder 10 oder beide gegenseitig bis zu einem
Drehanschlag verdreht und dann entgegen der Steckrichtung bis zu einem Rastanschlag bewegt und dort rastend verbunden, wie in Figuren 7 und 8 gezeigt.
Durch eine derartige als Bajonettverschluss ausgebildete
Steck- und Rast-Verbindung 13 ist eine einfache und schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung von Schaltstange 7 und Antriebsbolzen 8 ermöglicht.
Die in den Figuren 5 bis 8 dargestellte Ausführungsform der Steck- und Rast-Verbindung 13 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, wobei die Anzahl, Art, Form und/oder der Verlauf von Rasthaken 15 und/oder Rastnuten 14 variieren kann.
Bezugszeichenliste
1 Schalterpol
2 Isolierstoffgehäuse 3 Erstes Anschlussstück
4 Antriebseinheit
5 Vakuumschaltröhre
6 Verbindungsstange
7 Isolierende Schaltstange 8 Antriebsbolzen
9 Fester Isolierkörper
10 Beweglicher Isolierkörper
11 Hohlraum im festen Isolierkörper
12 Anschlusselement 13 Steck-Rast-Verbindung
14 Rastnut
15 Rasthaken
16 Federteller des festen Isolierkörpers
17 Federteller des beweglichen Isolierkörpers 18 Spannvorrichtung
19 Hohlraum im beweglichen Isolierkörper
F, Fl, F2 Schraubendruckfedern

Claims

Patentansprüche
1. Isolierende Schaltstange (7) mit einem Antriebselement (8) zur Einleitung einer Antriebsbewegung in ein elektrisches Kontaktsystem eines Schaltgerätes und zur Erzeugung einer
Kontaktkraft im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems mit einer Spannvorrichtung (18) für das Antriebselement (8) der Schaltstange (7) zur Aufrechterhaltung der Kontaktkraft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schalt- Stange (7) und das Antriebselement (8) mittelbar oder unmit¬ telbar mittels einer Steck- und Rast-Verbindung (13) verbindbar sind.
2. Isolierende Schaltstange nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steck- und Rast-Verbindung (13) in Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet ist.
3. Isolierende Schaltstange 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, dass die Schaltstange (7) und das Antriebselement (8) jeweils von einem zugehörigen Isolierkörper (9, 10) umgeben sind, welche ineinander steckbar und miteinander rastbar verbindbar sind.
4. Isolierende Schaltstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass einer der Isolierkörper (9) fest angeordnet ist, in welchen der andere Isolierkörper (10) beweglich steck- und einrastbar ist.
5. Isolierende Schaltstange 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, dass zumindest der der Schaltstange (7) zugehörige Isolierkörper (9) einen Hohlraum (11) aufweist, in welchem als Spannvorrichtung (18) eine Schraubendruckfederanordnung aus mindestens einer um die Schaltstange (7) angeordneten Schraubendruckfeder (F, Fl) gebildet ist.
6. Isolierende Schaltstange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spann¬ vorrichtung (18) zusätzlich eine um das Antriebselement (8) angeordnete Schraubendruckfeder (F, F2) aufweist.
7. Isolierende Schaltstange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass um das An¬ triebselement (8) und/oder die Schaltstange (7) jeweils meh¬ rere, ineinander verschachtelte oder jeweils separate Schrau¬ bendruckfedern (F, Fl, F2) angeordnet sind.
8. Isolierende Schaltstange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Iso¬ lierkörper (9, 10) innenseitig und/oder außenseitig mit min¬ destens einer Rastnut (14) und/oder mindestens einem Rastha¬ ken (15) versehen sind.
9. Isolierende Schaltstange nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Iso¬ lierkörper (9, 10) mit zueinander korrespondierenden Rastnuten (14) und Rasthaken (15) versehen sind, die im gesteckten Zustand form- und kraftschlüssig ineinander greifen.
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