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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
JP 2012-222 897 A ist ein Trennschalter bekannt, der aus einer Lagerkammer eines Netzverteilers herausziehbar ist. Die
KR 101 210 348 B1 zeigt eine Hebevorrichtung mit einem Hydraulikzylinder. Die
GB 400 707 A zeigt eine metallkaschierte Schaltanlage. Die
US 2011/0198141 A1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Maschine, die mit einer hydraulischen Pumpe verbunden ist. Die
DE 10 2004 062 695 A1 zeigt ebenfalls eine Hydraulikpumpe, insbesondere für Hebegeräte. Die
JP 2005-251 545 A zeigt eine hydraulische Antriebseinrichtung für einen Trennschalter.
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Um eine schnelle Austauschbarkeit, eine möglichst große Variabilität, eine möglichst ausgeprägte Wartungsfreundlichkeit und auch eine möglichst hohe Sicherheit zu gewährleisten, werden elektrische Funktionseinheiten, insbesondere Motorstarter, häufig in einzelnen Modulen angeordnet. Diese Module sind bewegliche und/ oder austauschbare Bauelemente.
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Die Module können unterschiedlichste Abmessungen und Gewichte aufweisen. Um die Module mit einer in einem Schaltfeld angeordneten Spannungsquelle und den meist auch dort befindlichen Abgangskabeln zu einem Verbraucher zu verbinden, werden lösbare Kontaktanordnungen verwendet. Insoweit kann die Basiseinheit als Schaltfeld ausgestaltet sein.
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Eine Kontaktanordnung besteht aus einem festen Kontaktelement, welches im Schaltfeld angeordnet ist, und einem beweglichen Kontaktelement, welches im oder am Modul angeordnet ist.
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Nach dem Einbringen des Moduls in den Schaltschrank befindet sich dieses in einer Isolier- oder Trennstellung. Dies bedeutet, dass weder der Hauptstromkreis noch die Hilfsstromkreise des Moduls eine elektrische Verbindung zum Schaltfeld haben.
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In der Regel wird nun das Modul manuell oder motorisch in eine Teststellung gebracht. In dieser Teststellung ist der Hauptstromkreis weiterhin sicher vom Modul getrennt.
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Um Tests durchführen zu können, ist jedoch ein Hilfsstromkreis verbunden bzw. angeschlossen. Durch einen manuellen- oder motorischen Antrieb kann das Modul nun weiter verfahren und in seine Betriebsstellung gebracht werden.
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In der Betriebsstellung sind alle Kontakte geschlossen, das Modul ist betriebsbereit. Um die unterschiedlichen Kontaktierungszustände zu erreichen, muss entweder das gesamte Modul oder müssen nur die Kontaktelemente bewegt werden.
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Meist ist eine Bewegungsstrecke von 30 mm bis 50 mm ausreichend. Das Bewegen kann insbesondere durch ein schubladenähnliches Einschieben des gesamten Moduls erfolgen.
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Um bei schweren Modulen und/ oder hohen Kontaktkräften die Bedienung zu erleichtern, können auch mechanische Hilfsmittel verwendet werden. Diese Hilfsmittel können Gewindespindeln, Kurvenscheiben oder Hebelkonstruktionen umfassen.
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Vor diesem Hintergrund ist es bekannt, ein Modul mittels einer Gewindespindel zu bewegen. Ein hierfür verwendeter Antrieb weist meist eine im Modul angeordnete, drehbare Gewindespindel und eine im Schaltschrank befestigte Mutter auf. Durch das Drehen der Gewindespindel wird das Modul oder werden nur die Kontaktelemente im Modul in die einzelnen Stellungen bewegt. Dies ist eine klassische Art, um Bauteile zu bewegen.
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In einer Ausführung kann eine Selbsthemmung vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass das Modul nicht bewegt werden kann, ohne die Gewindespindel zu drehen. Trotz der geringen Bewegungsstrecke von höchstens 50 mm sind meist mehrere Umdrehungen nötig, da die Gewindesteigung wegen nicht unerheblicher Kontaktkräfte nicht all zu groß gewählt werden kann.
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Beim Einsatz hoher und/ oder breiter Module sind aufwändige Führungen notwendig, um ein Kippen oder Schiefziehen bei nur einem Spindelangriffspunkt zu verhindern.
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Wenn mehrere Gewindespindeln verbaut werden, um ein gerades Verfahren des Moduls zu erreichen, müssen sich diese synchron drehen. Sie müssen durch Ketten, Zahnriemen oder ähnliche Mittel miteinander gekoppelt sein. Dies ist sehr aufwändig und beansprucht relativ viel Bauraum.
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Es ist auch bekannt, ein Modul mittels einer Kurvenscheibe zu bewegen. Ein hierfür verwendeter Antrieb nutzt eine Schwenkbewegung eines Bedienhebels, um das Modul zu verfahren. Eine mit dem Bedienhebel verbundene Kurvenscheibe greift in einen Fixpunkt ein und bewegt aufgrund ihrer Kurvenform das Modul vor und zurück.
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Um die Bewegungsstrecke von höchstens 50 mm zu erreichen, ist eine verhältnismäßig große Kurvenscheibe notwendig. Aufgrund von Kontaktkräften darf auch hier eine Steigung einer Kurve nicht zu groß sein. Um ein gleichförmiges Einfahren des Moduls sicherzustellen, können zwei Kurvenscheiben entweder links und rechts oder oben und unten mit dem Bedienhebel verbunden sein und gleichzeitig geschwenkt werden.
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Hierfür ist ein großer sperriger Bedienhebel an der Front des Moduls notwendig. Für den Bedienhebel und/ oder die Kurvenscheibe sind große Schlitze in der Front des Moduls vorgesehen. Um die an dieser Stelle meist geforderten hohen Schutzarten zu erreichen, sind aufwendigste Abdichtmaßnahmen notwendig.
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Es ist auch bekannt, ein Modul mittels einer Hebelkonstruktion zu bewegen. Ein hierfür verwendeter Antrieb nutzt ebenfalls eine Schwenkbewegung eines Bedienhebels, um das Modul zu bewegen. Die Kurvenscheibe wird hier durch eine Hebelkonstruktion ersetzt. Ein- oder zweiseitige Hebel greifen um einen Fixpunkt und bewirken einen Einschub des Moduls. Bei einem solchen Antrieb sind auch aufwendige Abdichtmaßnahmen notwendig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Kontakt durch einen Antrieb herzustellen, der möglichst kompakt und sicher aufgebaut ist.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein Modul oder zumindest ein elektrisches Kontaktelement mittels einer Hydraulikanordnung eines hydraulischen Antriebs bewegbar ist. Konkret ist erkannt worden, dass mechanische Teile eines Antriebs durch eine Hydraulikanordnung ersetzt werden können.
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Zylinder, insbesondere Geber- und Nehmerzylinder, der Hydraulikanordnung können mit flexiblen Schläuchen verbunden werden. Daher ist es möglich, einen Zylinder, insbesondere einen Nehmerzylinder, an einer beliebigen örtlichen Arbeitsposition anzuordnen.
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Auf Basis der jeweils vorliegenden Kräfteverhältnisse kann eine optimale Arbeitsposition gewählt werden. Weiter ist erkannt worden, dass bei großen und/ oder schweren Modulen beliebig viele Zylinder verwendet werden können.
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Es ist keine mechanische Kopplung der Zylinder notwendig, da die Zylinder zum Verfahren des Moduls oder des Kontaktelements synchron arbeiten können. Durch Wahl von geeigneten Kolbendurchmessern ist eine optimale Kraft- bzw. Wegübersetzung erreichbar.
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Vorteilhaft ist der Antrieb oder ist die Hydraulikanordnung im Modul oder am Modul verbaut und wirkt mit einem an der Basiseinheit fixierten Anbindeteil zusammen. Hierdurch ist das Modul als bauliche Einheit ausgestaltet, die an ein fixiertes Anbindeteil einer Basiseinheit, nämlich eines Schaltfelds, angeflanscht werden kann.
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Weiter weist die Hydraulikanordnung mindestens einen Geberzylinder und mindestens einen Nehmerzylinder auf, welche derart zusammenarbeiten, dass bei Betätigung des Geberzylinders der Nehmerzylinder eine Bewegung ausführt und/ oder eine Kraft ausübt, welche das Modul und das elektrische Kontaktelement bewegt. Ein Benutzer kann durch Betätigen eines Zylinders einen oder eine Vielzahl anderer problemlos betätigen.
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Vorteilhaft kann ein Geberzylinder mehrere Nehmerzylinder betätigen. So kann an geeigneter Stelle auch ein motorisierter Geberzylinder eingebaut sein. Über Ventile kann ein konkretes Modul ausgewählt werden, welches bewegt werden soll. Diese Ausführung ist vorteilhaft, wenn eine oder mehrere Hydraulikanordnungen der Basiseinheit, nämlich einem Schaltfeld, zugeordnet oder in dieser verbaut ist bzw. sind.
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Der Geberzylinder und der Nehmerzylinder sind jeweils mit dem Modul verbunden und in diesem verbaut, wobei der Nehmerzylinder mit einem Anbindeteil verbunden ist und/ oder sich an diesem abstützt, welches an der Basiseinheit fixiert ist. Der Nehmerzylinder kann so Zug- oder Druckkräfte auf das Abindeteil ausüben, deren Reactio das Modul und das elektrische Kontaktelement bewegen.
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Vor diesem Hintergrund ist das Anbindeteil vorteilhaft als Bolzen ausgestaltet. Ein Bolzen ist stabil, kann große Kräfte aufnehmen und ist leicht zu fertigen.
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Weiter vorteilhaft ist der Geberzylinder mit einer Frontwand des Moduls verbunden. So ist der Geberzylinder für einen Benutzer leicht zugänglich.
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Vorteilhaft ist der Geberzylinder durch eine Dreh-, Drück- oder Kippbewegung bedienbar, um den Nehmerzylinder zu betätigen. Diese Bewegungen sind bauraumsparend und leicht ausführbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist bzw. sind der Geberzylinder und/ oder der Nehmerzylinder durch eine Feder rückstellbar. Hierdurch ist die Bedienung der Hydraulikanordnung vereinfacht, da für die Rückstellung mechanische Mittel verwendet werden.
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Weiter vorteilhaft ist bzw. sind der Geberzylinder und/ oder der Nehmerzylinder mit einem doppeltwirkenden, mit zwei einfachwirkenden oder mit einem einfachwirkenden federrückstellbaren Kolben ausgestattet. Hierbei ist jede Kombination denkbar, um große Kräfte problemlos auf engem Raum übertragen zu können. Es sind große Bewegungsstrecken realisierbar, wobei eine mechanische Rückstellung der Kolben der Zylinder erfolgt.
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Bei vorgenanntem Modul handelt es sich um ein Einschubmodul für eine Schaltanlage, insbesondere ein Niederspannungsschaltanlagenmodul.
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Vorteilhaft ist im Modul mindestens ein Schaltgerät angeordnet, welches durch einen Geberzylinder einer Hydraulikanordnung betätigbar ist, wobei ein Umschaltventil vorgesehen ist. Durch das Umschaltventil kann die Hydraulikanordnung umfunktioniert werden. Die Hydraulikanordnung bewegt nach Betätigen des Umschaltventils nicht mehr das Modul oder das elektrische Kontaktelement, sondern betätigt ein Schaltgerät. Es ist jedoch auch denkbar, dass durch den Geberzylinder das Bewegen des Moduls oder des elektrischen Kontaktelements und das Betätigen des Schaltgeräts zeitgleich möglich sind.
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Die hier beschriebene Anordnung weist als Basiseinheit ein Schaltfeld auf.
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In der Zeichnung zeigen
- 1 einen Antrieb des Stands der Technik, welcher eine Gewindespindel nutzt, die mit einer Mutter in Eingriff steht,
- 2 einen Antrieb des Stands der Technik, welcher eine Kurvenscheibe nutzt,
- 3 eine erste Ansicht eines Moduls in ausgefahrenem Zustand, in welchem ein doppelt wirkender Geberzylinder mit einem Drehschalter und ein doppelt wirkender Nehmerzylinder angeordnet sind, wobei ein feststehender Bolzen einem nicht dargestellten Gehäuse einer Basiseinheit zugeordnet ist,
- 4 eine erste Ansicht des Moduls gemäß 3 in eingefahrenem Zustand,
- 5 eine zweite Ansicht des Moduls gemäß 3 in ausgefahrenem Zustand, und
- 6 eine zweite Ansicht des Moduls gemäß 4 in eingefahrenem Zustand.
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1 zeigt einen Antrieb des Stands der Technik, welcher eine Gewindespindel 1 nutzt, die mit einer Mutter 2 in Eingriff steht. 2 zeigt ebenfalls einen Antrieb des Stands der Technik, welcher eine Kurvenscheibe 3 nutzt, die mit einem Bedienhebel 4 verbunden ist.
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3 zeigt eine Anordnung, umfassend ein Modul 5 mit einem elektrischen Kontaktelement 6 und einen Antrieb 7 zum Bewegen des Moduls 5 und des elektrischen Kontaktelements 6 relativ zu einer nicht gezeigten Basiseinheit.
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Der Antrieb 7 umfasst mindestens eine Hydraulikanordnung, durch welche das Modul 5 und das Kontaktelement 6 bewegbar sind.
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Das Modul 5 ist als Ganzes schubladenartig verfahrbar, wobei 3 und 5 das Modul 5 in ausgefahrenem Zustand zeigen. 4 und 6 zeigen das Modul 5 in eingefahrenem Zustand, so dass das elektrische Kontaktelement 6 elektrisch leitend mit einem ihm zugeordneten feststehenden Kontaktelement verbunden ist.
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Der Antrieb 7 ist im Modul verbaut und wirkt mit einem an der Basiseinheit fixierten Anbindeteil 8 zusammen. Das Anbindeteil 8 ist als Bolzen ausgestaltet.
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Die Hydraulikanordnung weist einen Geberzylinder 9 und einen Nehmerzylinder 10 auf, welche derart zusammenarbeiten, dass bei Betätigung des Geberzylinders 9 der Nehmerzylinder 10 eine Bewegung ausführt und eine Kraft ausübt, welche das Modul 5 und das elektrische Kontaktelement 6 bewegt.
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Der Geberzylinder 9 und der Nehmerzylinder 10 sind jeweils mit dem Modul 5 verbunden und in diesem verbaut, wobei der Nehmerzylinder 10 mit dem Anbindeteil 8 verbunden ist und sich an diesem abstützt. Das Anbindeteil 8 ist an der Basiseinheit fixiert, so dass das Modul 5 relativ zur Basiseinheit bewegbar ist.
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Der Geberzylinder 9 ist mit einer Frontwand 11 des Moduls verbunden. Der Geberzylinder 9 ist durch eine Drehbewegung bedienbar, um den Nehmerzylinder 10 zu betätigen.
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Hierfür ist ein Drehschalter 12 vorgesehen, welcher durch den Benutzer ergreifbar ist, ohne mit dem Geberzylinder 9 in Kontakt zu kommen. Der Drehschalter 12 ist auf einer Fläche der Frontwand 11 angeordnet, welche der Fläche der Frontwand 11 abgewandt ist, an welcher der Geberzylinder 9 befestigt ist.
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Der Geberzylinder 9 und der Nehmerzylinder 10 sind durch eine Feder rückstellbar. Der Geberzylinder 9 und der Nehmerzylinder 10 sind jeweils mit einem doppelt wirkenden federrückstellbaren Kolben ausgestattet.
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Es sind zwei Hydraulikleitungen 13, 14 vorgesehen, welche den Geberzylinder 9 mit dem Nehmerzylinder 10 fluidleitend verbinden. Die Hydraulikleitungen 13, 14 sind bevorzugt als flexible Schläuche ausgestaltet.
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Das Modul 5 ist weiter in den 5 und 6 gezeigt. Das Modul 5 ist als bauliche Einheit ausgestaltet, welche als Ganzes schubladenartig verfahrbar ist.
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Das Modul 5 ist kastenartig ausgebildet und kann weitere Bauteile, insbesondere Schaltgeräte, in sich aufnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindespindel
- 2
- Mutter
- 3
- Kurvenscheibe
- 4
- Bedienhebel
- 5
- Modul
- 6
- elektrisches Kontaktelement
- 7
- Antrieb
- 8
- Anbindeteil
- 9
- Geberzylinder
- 10
- Nehmerzylinder
- 11
- Frontwand
- 12
- Drehschalter
- 13
- Hydraulikleitung
- 14
- Hydraulikleitung
