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Die Erfindung betrifft einen Fahrleitungstrennschalter mit einem starr an einem Mast gehaltenen ersten Träger, der mindestens ein elektrisch von dem Träger isoliertes Kontaktglied trägt, und einem zweiten Träger, der mindestens ein weiteres, elektrisch von dem zweiten Träger isoliertes Kontaktglied trägt und gelenkig mit dem ersten Träger verbunden ist, so dass er zwischen einer Position, in der die Kontaktglieder miteinander in Kontakt stehen, und einer Position schwenkbar ist, in der die Kontaktglieder voneinander getrennt sind, und mit einem Schwenkantrieb für den zweiten Träger.
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Bei den meisten herkömmlichen Fahrleitungstrennschaltern ist zum Antrieb des schwenkbaren Trägers ein Gestänge vorgesehen, das den Trennschalter mit einem weiter unten am Mast angeordneten Antriebsgehäuse verbindet, das beispielsweise einen elektrohydraulischen Antrieb aufnimmt. Die Anmelderin hat unter der Bezeichnung "HSA 200" einen Schalterantrieb mit den oben angegebenen Merkmalen eingeführt, bei dem das Antriebsgehäuse am Mast lediglich einen elektrohydraulischen Druckerzeuger aufnimmt, während der Hydraulikzylinder einen Teil des Gestänges bildet, der sich am Mast abstützt und lediglich über eine Hydraulikleitung mit dem Druckerzeuger verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrleitungstrennschalter mit Antrieb zu schaffen, der einen vereinfachten Aufbau aufweist und eine erhöhte Funktionssicherheit bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zweite Träger über ein flexibles Zugglied mit dem Schwenkantrieb gekoppelt ist.
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Ein wesentlicher Vorteil dieser rein mechanischen Lösung besteht darin, dass die Gefahr von Leckagen im Hydrauliksystem vermieden wird. Dadurch wird nicht nur die Funktionssicherheit erhöht, sondern auch verhindert, dass umweltschädliche Hydraulikflüssigkeit freigesetzt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich das Zugglied so anordnen lässt, dass das Übersetzungsverhältnis, mit dem die Bewegung des Antriebs in die Schwenkbewegung des Trägers umgesetzt wird, positionsabhängig wird, so dass bei konstantem Drehmoment und konstanter Drehzahl des Antriebs in bestimmten Positionen eine erhöhte Kraft, in anderen Positionen dagegen eine erhöhte Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit erreicht werden kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem flexiblen Zugglied kann es sich beispielsweise um ein Zugseil, einen Bowdenzug oder auch eine Kette handeln. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zwei flexible Zugglieder vorgesehen, von denen eines die Öffnungsbewegung und die andere die Schließbewegung des Schalters steuert. Die beiden Zugglieder können über einen Seilspanner oder dergleichen miteinander gekoppelt sein, so dass unabhängig von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen stets eine geeignete Seilspannung aufrechterhalten wird.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrleitungstrennschalters im geschlossenen Zustand;
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2 den Fahrleitungstrennschalter nach 1 in der Draufsicht;
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3 den Fahrleitungstrennschalter nach 1 in geöffnetem Zustand; und
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4 eine Explosionsdarstellung eines elektrischen Antriebs.
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Der in 1 gezeigte Fahrleitungstrennschalter 10 weist elektrische Kontaktglieder 12, 14 auf, die sich über jeweilige Isolatoren 16 auf einer Trägeranordnung 18 abstützen. Die Trägeranordnung 18 weist einen ersten Träger 20 und einen zweiten Träger 22 auf, die durch ein Gelenk 24 schwenkbar miteinander verbunden sind. Der erste Träger 20 weist eine Basisplatte 26 auf, die durch eine Konsole 28 starr am oberen Ende eines Mastes 30 gehalten ist. Zu dem ersten Träger 20 gehören außerdem zwei Isolatorträger 32, die in 1 in Blickrichtung hintereinander liegen, so dass nur einer der Isolatorträger sichtbar ist. Der zweite Träger 22 wird dagegen nur durch einen einzelnen Isolatorträger gebildet, der durch das Gelenk 24 mit einem Ende der Basisplatte 26 verbunden ist.
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Wie deutlicher in der Draufsicht in 2 zu erkennen ist, handelt es sich bei dem Kontaktglied 14, das durch einen der Isolatoren 16 mit dem zweiten Träger 22 verbunden ist, um eine C-förmige Schaltbrücke, deren Schenkel je eines von zwei Kontaktgliedern 12 kontaktieren, die über jeweilige Isolatoren 16 mit dem ersten Träger 20 verbunden sind. Jedes der Kontaktglieder 12 wird durch zwei Rücken an Rücken miteinander verbundene federnde Metallbleche gebildet, die an einem Ende eine Kontaktgabel und am anderen Ende eine Anschlussfahne bilden. Die Anschlussfahnen jedes Kontaktgliedes 12 sind elektrisch mit einem Abschnitt eines nicht gezeigten Fahrleitungsdrahtes verbunden. In der in 1 und 2 gezeigten Schalterstellung ist das Kontaktglied 14 mit den freien Enden seiner Schenkel in die Kontaktgabeln eingefahren, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktgliedern 12 und damit auch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den zugehörigen Abschnitten des Fahrleitungsdrahtes hergestellt wird.
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Die beiden Kontaktglieder 12 sowie das Kontaktglied 14 sind jeweils an einem Haltewinkel 34 befestigt, der fest auf dem oberen Ende des zugehörigen Isolators 16 sitzt.
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Die Kontaktglieder 12, 14 tragen Lichtbogenhörner 36, 38, die zur schnelleren Löschung von Abschaltlichtbogen dienen.
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Die Isolatorträger 32 des ersten Trägers 20 und der zweite Träger 22 weisen jeweils am unteren Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten vorspringende Augen 40 auf. Bei den Isolatorträgern 32 dienen diese Augen 40 dazu, den Isolatorträger an die Kanten der Basisplatte 26 anzuschrauben. Bei dem zweiten Träger 22 ist eines der Augen 40 Teil des Gelenks 24. An das andere Auge 40 dieses Trägers 22 ist ein Ende eines Hebels 42 angelenkt, dessen anderes Ende gelenkig mit einer Seilscheibe 44 verbunden ist.
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Die Seilscheibe 44 ist drehbar an einem Halter 46 gelagert, der an der Konsole 28 befestigt ist und an einem innerhalb des Mastes 30 gelegenen Ende zwei kleinere Umlenkrollen 48 trägt. Am Umfang der Seilscheibe 44 ist an einem Befestigungspunkt 50 ein durch ein Seil gebildetes flexibles Zugglied 52 befestigt, das über einen Teil des Umfangs der Seilscheibe 44 und dann über eine der Umlenkrollen 48 zu einem hier nicht gezeigten Schwenkantrieb verläuft, der in einer tieferen, zu Wartungszwecken bequem zugänglichen Position am oder im Mast 30 angeordnet ist. An einem anderen Befestigungspunkt 54 der Seilscheibe 44 ist ein weiteres flexibles Zugglied 56 befestigt, das ebenfalls durch ein Seil gebildet wird und über die andere Umlenkrolle 48 zu dem Schwenkantrieb verläuft.
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Wenn mit Hilfe des Schwenkantrieb ein Zug auf das Zuglied 52 ausgeübt wird, so wird die Seilscheibe 44 im Uhrzeigersinn gedreht, und der Hebel 42 zieht den Träger 22 nach unten, so dass dieser um das Gelenk 24 schwenkt und das Öffnen des Schalters bewirkt, wie in 3 gezeigt ist.
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Wenn der Schalter wieder geschlossen werden soll, so wird ein Zug auf das Zugglied 56 ausgeübt, so dass sich die Seilscheibe 44 im Gegenuhrzeigersinn dreht und der Träger 42 durch den Hebel 42 wieder in die Schließstellung geschwenkt wird.
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In der in 3 gezeigten Position verläuft der Hebel 42 annähernd tangential zur Seilscheibe 44, so dass der Träger 42 bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit der Seilscheibe 44 mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit verschwenkt wird. In der Schließstellung gemäß 1 verläuft dagegen der Hebel 42 annähernd radial zur Seilscheibe 44, so dass bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Seilscheibe 44 die Schwenkbewegung des Trägers 22 deutlich verlangsamt ist, während andererseits die Kraft, mit der das Kontaktglied 14 in die Schließstellung gedrückt wird, entsprechend erhöht ist.
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Der erwähnte Schwenkantrieb zum Einziehen und Ausgeben der Zugglieder 52, 56 kann deshalb durch einen einfachen Elektromotor gebildet werden, der mit konstanter Drehzahl läuft und ein konstantes Drehmoment hat.
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Ein Beispiel eines solchen Schwenkantriebs 58 ist in 4 perspektivisch in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Auf einer Welle 60 eines Elektromotors 62 sind zwei Seiltrommeln 64, 66 drehbar gelagert. Die Zugglieder 52, 56 sind gegensinnig auf diese Seiltrommeln aufgewickelt. Zwischen den beiden Seiltrommeln 64, 66 ist auf der Welle 60 eine Torsionsfeder 68 angeordnet, die einerseits an einem Nocken 70 der Seiltrommel 64 und andererseits an einem Nocken 72 der Seiltrommel 66 angreift und die beiden Seiltrommeln in Aufwickelrichtung gegeneinander verspannt. Auf diese Weise werden die Zugglieder 52, 56 unabhängig von etwaigen Wärmeausdehnungen stets unter einer geeigneten Zugspannung gehalten.
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Die Seiltrommeln 64, 66 weisen jeweils auf der äußeren Stirnseite einen weiteren Nocken 74 bzw. 76 auf. Diese Nocken wirken mit Mitnehmern 78, 80 zusammen, die starr auf der Welle 60 sitzen und so angeordnet sind, dass die Seiltrommeln 64 und 66 mit etwas Spiel in Umfangsrichtung auf der Welle 60 sitzen.
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Wenn die Welle 60 durch den Motor 62 im Gegenuhrzeigersinn in 4 gedreht wird, so schlägt der Mitnehmer 78 an dem Nocken 74 der Seiltrommel 64 an, so dass das Zugglied 52 aufgewickelt wird, um den Fahrleitungstrennschalter 10 zu öffnen. Der Nocken 76 hat dabei etwas Spiel zu dem Mitnehmer 80, so dass die Torsionsfeder 68 die Zugglieder 52, 56 unter Spannung halten kann. Während das Zugglied 52 auf die Seiltrommel 64 aufgewickelt wird, übt die Seilscheibe 44 einen Zug auf das andere Zugglied 56 aus, das dadurch von der Seiltrommel 66 abgezogen wird. Die Seiltrommel 66 dreht sich deshalb entgegen der Vorspannung der Torsionsfeder 68 synchron mit der Seiltrommel 64 und der Welle 60.
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Wenn die Welle 60 im Uhrzeigersinn in 1 angetrieben wird, so kommt nach einem kurzen toten Gang der Mitnehmer 80 an dem Nocken 76 zur Anlage, und das Zugglied 56 wird auf die Seiltrommel 66 aufgewickelt, während das Zugglied 52 entgegen der Vorspannung der Torsionsfeder 68 nachgelassen wird.
