EP1686602B2 - Düsenbefestigung für elektrisches Schaltgerät - Google Patents

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EP1686602B2
EP1686602B2 EP05405049.7A EP05405049A EP1686602B2 EP 1686602 B2 EP1686602 B2 EP 1686602B2 EP 05405049 A EP05405049 A EP 05405049A EP 1686602 B2 EP1686602 B2 EP 1686602B2
Authority
EP
European Patent Office
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insulating material
material nozzle
spring
clamping
ring
Prior art date
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Active
Application number
EP05405049.7A
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English (en)
French (fr)
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EP1686602A1 (de
EP1686602B1 (de
Inventor
David Saxl
Markus Vestner
Thomas Nordstroem
Tomas Borg
Tomas Strom
Olaf Hunger
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.)
Hitachi Energy Ltd
Original Assignee
ABB Power Grids Switzerland AG
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Publication date
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Priority to EP05405049.7A priority Critical patent/EP1686602B2/de
Application filed by ABB Power Grids Switzerland AG filed Critical ABB Power Grids Switzerland AG
Priority to PCT/CH2006/000053 priority patent/WO2006081697A1/de
Priority to JP2007552485A priority patent/JP2008529223A/ja
Priority to CN2006800035521A priority patent/CN101111915B/zh
Publication of EP1686602A1 publication Critical patent/EP1686602A1/de
Priority to US11/879,508 priority patent/US7619177B2/en
Publication of EP1686602B1 publication Critical patent/EP1686602B1/de
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Publication of EP1686602B2 publication Critical patent/EP1686602B2/de
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Classifications

    • 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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7061—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by use of special mounting means
    • 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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle

Definitions

  • the invention relates to the field of high-voltage technology, in particular high-voltage switch technology in electrical energy distribution networks. It is based on an interrupter unit for a switching device and a switching device according to the preamble of the independent claims.
  • a circuit breaker with a switch drive which moves the first arcing contact and which also drives the opposite second arcing contact via an auxiliary gear articulated to the insulating material nozzle.
  • the insulating material nozzle has a bead or flange on the outer surface at its first end.
  • a first clamping ring is pushed over the bead and is snapped into place behind it.
  • a second clamping ring is attached to the nozzle end to prevent the first clamping ring from being unlocked.
  • the auxiliary gear to be driven is attached to the second clamping ring.
  • the nozzle is connected to the switch drive in that the nozzle again has a bead or flange at the force-introducing point, which is clamped and screwed between two massive force-transmitting components. This results in a voluminous holding device for fastening the nozzle to the components driven by the switch drive.
  • the invention is based on the prior art U.S. 5,424,503 went out.
  • a generic interrupter unit for an electrical switching device with a first, movable contact part with an insulating material nozzle and a second contact part is disclosed.
  • the insulating material nozzle has a nose and is held there in the axial direction by the nominal current contact formed as a clamping bracket and is pressed against a carrier body.
  • the clamping device also comprises a retaining ring which fixes the end of the nominal current contact on the carrier body by radial clamping.
  • an electrical self-blowing switch is shown with an insulating material nozzle, which is pushed onto a holder and thus held in place by clamping.
  • the insulating nozzle is constructed in two parts for a simplified assembly of the contacts in the switch and comprises a base body and an extension piece, both made of plastic. Conventionally, the extension piece was glued seamlessly to the base body. The extension piece is now connected to the base body in a removable or exchangeable manner, in that there is an external groove on the base body and an internal groove on the extension piece and an annular wedge engages in the internal groove and external groove.
  • the ring-shaped wedge is soft and can be serrated on its inside to prevent it from slipping.
  • the object of the present invention is to provide a simplified, more compact mounting of the insulating nozzle on a component that transmits the drive movement in a switching device with an insulating nozzle for blowing the arc. According to the invention, this object is achieved by the features of the independent claims.
  • the invention consists in an interrupter unit for an electrical switching device for power supply networks, in particular a high-voltage switch, the switching device having a central axis and at least one first contact part with an insulating nozzle for blowing an arc and a second contact part, with at least one of the contact parts being movable by a switch drive
  • a holding device for connecting the insulating material nozzle to a component of the interrupter unit that can be moved by the switch drive, the holding device also being a clamping device which creates a mechanical connection between the insulating material nozzle and the component by means of a clamp mount and without screwing.
  • the clamping device reduces the machining of the insulating material nozzle to a minimum and there are no holes or slots in the insulating material nozzle. No additional fasteners or components are required.
  • the clamping device is neither screwed nor fastened to the insulating material nozzle or to the component, but only creates an essentially positive and non-positive connection between the insulating material nozzle and the movable component by clamping or pressing together.
  • the clamping device comprises a retaining ring which is supported on the component.
  • the retaining ring ensures that the insulating material nozzle is fixed in an exact alignment coaxially to the central axis of the interrupter unit.
  • the retaining ring fixes the insulating material nozzle in the axial direction by clamping, the retaining ring having a retaining surface for securing the insulating material nozzle against sliding out in a first axial direction.
  • the embodiment according to claim 3 has the advantage that the nozzle made of insulating material can be installed in a simplified manner, particularly in switching devices with contact parts driven on both sides or with a shielding electrode that can be moved via an insulating nozzle.
  • the embodiments according to the invention according to claims 1 and 2 with a retaining ring and groove have the advantage that the fastening of the insulating material nozzle on the buffer cylinder of the interrupter unit is extremely compact.
  • This solution is particularly advantageous for buffer cylinders according to claim 5, which are made in so-called copper technology, i. H. by deforming very thin copper sheets or copper pipes or generally by deforming sheets or pipes made of other electrically conductive materials.
  • Claims 11-13 relate to an electrical switching device with an arc interrupter unit as described above and with the advantages mentioned there.
  • Fig. 1 shows for an electrical switching device 1, here an example of a circuit breaker, the arcing arc interrupter unit in a schematic and partial representation.
  • the interrupter unit has a central axis 1 a and at least one first contact part 2 with an insulating material nozzle 4 for blowing an arc, as well as a second contact part 3.
  • the contact parts 2, 3 are typically arranged concentrically with respect to the central axis 12. At least one of the contact parts 2, 3 can be moved by a switch drive (not shown).
  • the first contact part 2 here comprises a first arcing contact 2a in the form of a contact tulip 2a and an externally arranged first rated current contact 2b in the form of a contact tube 2b, which is designed as a continuation of the wall 50 of a buffer cylinder 5.
  • the buffer cylinder 5 has a heating volume 51 and a precompression volume 52, which are separated by a base 53 with a valve flap.
  • the second contact part 3 here comprises a second arcing contact 3a in the form of a contact pin 3a and, on the outside, a second rated current contact 3b in the form of a contact tulip 3b.
  • the insulating material nozzle 4 is attached, for example, to the first contact part 2 on the rated current contact 2b.
  • Main nozzle 4 and auxiliary nozzle 6 delimit the heating channel 64.
  • extinguishing gases flow from the buffer cylinder 5 through the heating channel 64 to the front opening of the main nozzle 4 and blow the arc.
  • Fig. 2 shows conventional embodiments for attaching the main or insulating material nozzle 4 to the movable component 5, here the buffer cylinder 5.
  • buffer cylinders 5 with a considerable wall thickness have been used, in which a bore 7, 8a was inserted in order to screw the insulating material nozzle 4 to the buffer cylinder wall 50 .
  • the bore 7 can be guided directly into the insulating material nozzle 4 or into a mounting block 8, the mounting block 8 pressing onto the end face 41 of the insulating material nozzle 4 and thereby fixing it on one side.
  • the insulating material nozzle 4 has an incision or recess 40 into which a projection or projection 20 in the rated current contact tube 2b engages and thereby also fixes the insulating material nozzle 4 on the other side.
  • a holding device for connecting the insulating material nozzle 4 to a component 5 which can be moved by the switch drive; 13, 14 of the interrupter unit present, the holding device as a clamping device 9, 10, 11; 12 acts, which by clamping 9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c and, without a screw connection, a mechanical connection between the insulating material nozzle 4 and the component 5; 13, 14 creates.
  • the invention can be used at the first end on the switch drive side or at the second end of the insulating material nozzle 4 facing away from the switch drive.
  • the clamping device preferably comprises 9, 10, 11; 12 a retaining ring 9, 12, which is supported on the component 5, 13 and fixes the insulating material nozzle 4 in the axial direction 91, 92 by clamping, the retaining ring 9, 12 ensuring that the insulating material nozzle 4 is fixed in an exact alignment coaxially to the central axis 1a.
  • the term ring or ring-shaped in the following also includes ring segment or partially ring-shaped.
  • the coaxial alignment is necessary because between the outer diameter D 2 of the arcing contact pin 3a and the inner diameter of the insulating nozzle 4 ( Fig. 1 ) a small distance tolerance of approximately 1 mm to a few mm over the entire length of the contact pin 3a in the nozzle 4 is to be maintained. Correspondingly small tolerances should be maintained in the coaxial alignment in order to reliably rule out any tilting of the arcing contact pin 3 a in the insulating material nozzle 4.
  • the clamping device 9, 10, 11; 12 and / or the insulating material nozzle 4 can be rotated about the central axis 1a during assembly relative to the component 5, 13.
  • Figures 3a, 3b shows a first embodiment in which the component 5 is a movable buffer cylinder 5 with a buffer cylinder wall 50, which has an inner groove 5a and the clamping device 9, 10, 11 comprises a spring locking ring 9, which by engaging in the inner groove 5a and protruding from the Inner groove 5a fixes the insulating material nozzle 4 radially inward on the buffer cylinder 5 and transmits a switch drive force acting in the axial direction 91, 92 from the buffer cylinder 5 to the insulating material nozzle 4.
  • the protrusion ensures, in particular, that the spring locking ring 9 is mechanically connected to an end face of the insulating material nozzle 4 and exerts a retaining force on the end face.
  • the groove depth or penetration depth T 1 of the inner groove 5 a in the buffer cylinder wall 5 should be selected to be smaller than a ring width B 1 of the spring locking ring 9 for this purpose.
  • the buffer cylinder wall 50 is advantageously made from a sheet metal or tube, in particular a copper sheet or copper tube, and has a wall thickness of less than 7 mm, preferably less than 5 mm, particularly preferably less than 3.5 mm; and / or the inner groove 5a has a puncture depth T 1 in a range from 0.8 mm to 3.0 mm, preferably 1.0 mm to 2.0 mm, particularly preferably equal to 1.5 mm.
  • a decisive advantage of the clamp fastening is that components 5 with walls 50 made of thin, possibly deformed metal sheets or tubes can be positively and non-positively connected to the insulating material nozzle 4 by pure clamp fastening.
  • Such sheets or tubes are preferably made of copper. This so-called copper technology is detailed in the European patents EP 0 735 555 and EP 0 806 049 described.
  • Fig. 4 shows a Seeger ring 9, known per se, as a spring locking ring 9.
  • the ring width B 1 is selected so that the aforementioned front retaining surface 9a and clamping surface 9b are large enough to absorb and transmit the clamping forces.
  • the Seeger ring 9 is pulled together with special pliers engaging in the holes 9c, inserted in the axial direction 92 into the buffer cylinder 5 and snaps into the inner groove 5a in the buffer cylinder wall 50.
  • Figures 3a, 3b also contains a further exemplary embodiment in which the clamping device 9, 10, 11 comprises an annular spring element 11 which can be resilient in the axial direction 92 and which is arranged between the spring locking ring 9 and the insulating material nozzle 4, in particular there in a recess 42 of the insulating material nozzle 4.
  • the spring element 11 can be, for example, a commercially available O-ring 11, a spiral spring, a wave spring or a plate spring for generating an axial spring force.
  • the inner groove 5a can have a chamfer 5c for the injury-free insertion of the spring element 11.
  • the spring element 11 creates an axial and transverse tolerance of the component 1 and the insulating material nozzle 4 during assembly and at the same time brings about an exact alignment of the nozzle 4.
  • a further improvement is achieved when an annular protective element 10, preferably a washer 10, for mechanical and thermal protection of the spring element 11 and the insulating material nozzle 4 is arranged between the spring locking ring 9 and the spring element 11 and is supported on a dimensionally stable projection 43 of the insulating material nozzle 4 .
  • the interaction of the protective element 10 with the dimensionally stable, force-absorbing projection 43 ensures that no permanent deformation of the Teflon material of the insulating material nozzle 4 occurs under the contact pressure.
  • the protective element 10 can be integrated into the clamping device 9, 10, 11, in particular into the spring locking ring 9 (not shown).
  • Figures 5a, 5b shows a second embodiment in which the clamping device 12 has a second retaining surface 12d for securing the insulating material nozzle 4 against sliding out in a second axial direction 92 opposite to the first axial direction 91 and / or the clamping device 12 has a second clamping surface 12c for supporting the clamping device 12 the component 13 in the opposite second axial direction 92.
  • the movable component 13, 14 can be a coupling element 13 act for a movable part 14 to be driven, in particular for a movable shielding electrode or for an auxiliary gear 14 of the switch drive.
  • the coupling element 13 has an inner groove 13a and the insulating material nozzle 4 has an outer groove 44, and the clamping device 12 comprises a spring locking ring 12, which engages in the inner groove 13a and the outer groove 44 at the same time in the manner of a snap lock.
  • the groove depth or puncture depth T 2 of the inner groove 13a is selected to be smaller than the ring width B 2 of the snap lock 12.
  • the spring locking ring 12 or snap lock 12 replaces a conventional assembly in which the two parts 4, 13 are connected to one another via a thread.
  • the snap lock 12 has the advantage of a simple, form-fitting and force-fitting assembly and a connection rotatable during assembly, through which, for. B. the rack 14 can be brought into a suitable position for the transmission.
  • the moving contact 2 or buffer cylinder 5 can alternatively be brought into any azimuthal position, so that the contact 2 can be aligned with one of the phase connections which are arranged inclined to the outside.
  • Fig. 6 shows an embodiment of such a spring locking ring 12.
  • the spring locking ring 12 can be a ring segment 12 with an arc length in the range from 180 ° to 280 °, preferably 200 ° to 250 °, particularly preferably 230 °.
  • the area is limited upwards or downwards by a sufficient expandability or a sufficient radial clamping effect of the spring locking ring 12 in the assembled state.
  • the spring locking ring 12 should therefore be able to be bent open and introduced radially from the outside into the outer groove 44.
  • the spring locking ring 12 should also be able to be pressed completely into the outer groove 44 when the component 13, 14 is pushed on.
  • the groove depth or penetration depth T 3 of the outer groove 13a is selected to be deeper than the ring width B 2 of the snap lock 12.
  • the spring locking ring 12 should also spring back into the inner groove 13a or be able to snap into place by means of an elastic restoring force.
  • the spring locking ring 12 is made of an elastic material such as. B. be made of spring steel.
  • the invention also relates to an electrical switching device for a power supply network, in particular a switching device with a movable insulating material nozzle 4 for blowing the arc, for example a high-voltage switch, high-current switch or circuit breaker, which has the interrupter unit described above.
  • the insulating material nozzle 4 can be connected to a movable component 5, 13, 14 on both sides by a clamping device 9, 10, 11; 12 be connected, both clamping devices 9, 10, 11; 12 by clamping bracket 9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c and without screwing each create a positive and non-positive connection between the insulating material nozzle 4 and the associated component 5, 13, 14.
  • a first clamping device 9, 10, 11 for mechanically connecting the insulating material nozzle 4 to a movable buffer cylinder 5 of the interrupter unit
  • a second clamping device 12 for mechanically connecting the insulating material nozzle 4 to a coupling element 13 for a part 14 of the interrupter unit to be driven.
  • the part 14 to be driven can be a movable shielding electrode or an auxiliary gear 14, e.g. B. for a contact system 2, 3 driven on both sides.

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  • Circuit Breakers (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungstechnik, insbesondere der Hochspannungsschaltertechnik in elektrischen Energieverteilnetzen. Sie geht aus von einer Unterbrechereinheit für ein Schaltgerät und von einem Schaltgerät gemäss Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
    • STAND DER TECHNIK
  • In der EP 0 809 268 B1 wird ein Leistungsschalter mit einem Schalterantrieb gezeigt, der den ersten Lichtbogenkontakt bewegt und der zusätzlich den gegenüberliegenden zweiten Lichtbogenkontakt über ein an die Isolierstoffdüse angelenktes Hilfsgetriebe antreibt. Zur Anlenkung des Hilfsgetriebes weist die Isolierstoffdüse an ihrem ersten Ende einen Wulst oder Flansch auf der Mantelfläche auf. Ein erster Spannring ist über den Wulst aufgeschoben und ist dahinter eingeschnappt. Von der Aufschiebseite her ist ein zweiter Spannring zur Verhinderung einer Entriegelung des ersten Spannrings am Düsenende befestigt. Das anzutreibende Hilfsgetriebe ist am zweiten Spannring festgemacht. Am gegenüberliegenden zweiten Düsenende erfolgt die Verbindung der Düse mit dem Schalterantrieb dadurch, dass die Düse am krafteinleitenden Punkt wiederum einen Wulst oder Flansch aufweist, der zwischen zwei massiven kraftübertragenden Bauteilen eingeklemmt und verschraubt ist. Dadurch ergibt sich eine voluminöse Haltevorrichtung zur Befestigung der Düse an den vom Schalterantrieb angetriebenen Bauteilen.
  • Bei der Erfindung wird von dem Stand der Technik gemäss US 5,424,503 ausgegangen. Dort wird eine gattungsgemässe Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät mit einem ersten, bewegbaren Kontaktteil mit Isolierstoffdüse und einem zweiten Kontaktteil offenbart. Die Isolierstoffdüse weist eine Nase auf und wird an dieser durch den als Klemmhalterung geformten Nominalstromkontakt in axialer Richtung gehaltert und gegen einen Trägerkörper gepresst. Die Klemmvorrichtung umfasst auch einen Halterungsring, welcher das Ende des Nominalstromkontakts durch radiale Klemmung am Trägerkörper fixiert.
  • In der FR 2 093 339 A wird ein elektrischer Selbstblasschalter mit einer Isolierstoffdüse gezeigt, die auf eine Halterung aufgeschoben und damit durch Klemmung gehaltert ist. Die Isolierstoffdüse ist für eine vereinfachte Montage der Kontakte im Schalter zweiteilig aufgebaut und umfasst einen Grundkörper und ein Ansatzstück, beide aus Kunststoff. Konventionell wurde das Ansatzstück fugenlos mit dem Grundkörper verklebt. Nun wird das Ansatzstück mit dem Grundkörper demontierbar bzw. austauschbar verbunden, indem am Grundkörper eine Aussennut und am Ansatzstück eine Innennut vorhanden ist und ein ringförmiger Keil in die Innennut und Aussennut eingreift. Der ringförmige Keil ist weich und kann zur Rutschsicherung an seiner Innenseite gezahnt sein. Diese Art einer weichen Verkeilung erlaubt zwar die Klemmhalterung des leichtgewichtigen Ansatzstücks am Grundkörper, wäre aber zur Klemmhalterung der Isolierstoffdüse am Bauteil ungeeignet. Da der ringförmige Keil in einer stark feldbelasteten zone angeordnet ist, soll er zudem aus Kunststoff bestehen. Bei der Montage wird der ringförmige Keil durch eine Öffnung in die Innennut und Aussennut eingeschoben, um Ansatzstück und Grundkörper miteinander zu verkeilen.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Schaltgerät mit einer Isolierstoffdüse zur Lichtbogenbeblasung eine vereinfachte, kompaktere Halterung der Isolierstoffdüse an einem die Antriebsbewegung übertragenden Bauteil anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die Erfindung besteht in einer Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät für Energieversorgungsnetze, insbesondere Hochspannungsschalter, wobei das Schaltgerät eine zentrale Achse und mindestens ein erstes Kontaktteil mit einer Isolierstoffdüse zur Beblasung eines Lichtbogens und ein zweites Kontaktteil aufweist, wobei mindestens eines der Kontaktteile durch einen Schalterantrieb bewegbar ist, wobei eine Haltevorrichtung zur Verbindung der Isolierstoffdüse mit einem durch den Schalterantrieb bewegbaren Bauteil der Unterbrechereinheit vorhanden ist, wobei ferner die Haltevorrichtung eine Klemmvorrichtung ist, die durch Klemmhalterung und ohne Verschraubung eine mechanische Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse und dem Bauteil schafft. Durch die Klemmvorrichtung reduziert sich die Bearbeitung der Isolierstoffdüse auf ein Minimum und Bohrungen oder Schlitze in der Isolierstoffdüse entfallen. Es werden keine zusätzlichen Befestigungsteile oder Komponenten benötigt. Die Klemmvorrichtung ist weder an der Isolierstoffdüse noch am Bauteil verschraubt oder befestigt, sondern schafft nur durch Klemmung oder Zusammenpressen eine im wesentlichen formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse und dem bewegbaren Bauteil.
  • Dabei umfasst die Klemmvorrichtung einen Halterungsring, der sich am Bauteil abstützt. Durch den Halterungsring ist eine Fixierung der Isolierstoffdüse in einer exakten Ausrichtung koaxial zur zentralen Achse der Unterbrechereinheit gewährleistet.
  • Erfindungsgemäss fixiert der Halterungsring die Isolierstoffdüse in axialer Richtung durch Klemmung, wobei der Halterungsring eine Rückhaltefläche zum Sichern der Isolierstoffdüsse gegen Herausgleiten in einer ersten axialen Richtung ausweist.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 3 hat den Vorteil einer vereinfachten Montierbarkeit der Isolierstoffdüse, besonders in Schaltgeräten mit beidseitig angetriebenen Kontaktteilen oder mit einer via Isolierstoffdüse bewegbaren Abschirmelektrode.
  • Weitere Ausführungsbeispiele betreffen in Anspruch 4 eine konstruktive Ausgestaltung der Klemmvorrichtung, und in Anspruch 5-8 eine Klemmvorrichtung der Isolierstoffdüse auf der Schalterantriebsseite. Anspruch 9-10 betreffen Ausführungen mit einer Klemmvorrichtung auf der dem Schalterantrieb abgewandten Schalterseite.
  • Die erfindungsgemässen Ausführungen gemäss Anspruch 1 und 2 mit Halterungsring und Nut haben den Vorteil, dass die Befestigung der Isolierstoffdüse am Pufferzylinder der Unterbrechereinheit ausserordentlich kompakt ist. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft für Pufferzylinder gemäss Anspruch 5, die in sogenannter Kupfertechnologie, d. h. durch Verformen sehr dünner Kupferbleche oder Kupferrohre oder allgemein durch Verformen von Blechen oder Rohren aus anderen elektrisch leitfähigen Materialien, hergestellt sind.
  • Die Ausführungsbeispiele gemäss Anspruch 6-7 haben den Vorteil, dass durch das Federelement und gegebenenfalls Schutzelement die mechanischen Fertigungs- und Montagetoleranzen erhöht werden können und zugleich eine hochpräzise axiale Ausrichtung der Isolierstoffdüse in der Unterbrechereinheit erreicht wird.
  • Anspruch 11-13 betreffen ein elektrisches Schaltgerät mit einer Lichtbogenunterbrechereinheit wie zuvor beschrieben und mit den dort genannten Vorteilen.
  • Weitere Ausführungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, aus den Anspruchskombinationen und aus der nun folgenden Beschreibung und den Figuren.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen schematisch
    • Fig. 1
    ein gattungsgemässes Schaltgerät umfassend ein erstes Kontaktteil mit Isolierstoffdüse und ein zweites Kontaktteil mit Kontaktstift und Kontakttulpe;
    Fig. 2
    herkömmliche Montagemittel zur Befestigung der Isolierstoffdüse am ersten Kontaktteil;
    Fig. 3a, 3b
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit spezieller Haltevorrichtung zur Befestigung der Isolierstoffdüse am ersten Kontaktteil;
    Fig. 4, 6
    Ausführungsbeispiele für Federsicherungsringe zur Klemmung der Isolierstoffdüse; und
    Fig. 5a, 5b
    ein weiteres Ausführungsbeispiel mit spezieller Haltevorrichtung zur Befestigung eines zu bewegenden Teils an der Isolierstoffdüse.
  • In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt für ein elektrisches Schaltgerät 1, hier beispielhaft für einen Leistungsschalter, die Löschbogen-Unterbrechereinheit in schematischer und ausschnittweiser Darstellung. Die Unterbrechereinheit weist eine zentrale Achse 1a und mindestens ein erstes Kontaktteil 2 mit einer Isolierstoffdüse 4 zur Beblasung eines Lichtbogens sowie ein zweites Kontaktteil 3 auf. Die Kontaktteile 2, 3 sind typischerweise konzentrisch bezüglich der zentralen Achse 12 angeordnet. Mindestens eines der Kontaktteile 2, 3 ist durch einen Schalterantrieb (nicht dargestellt) bewegbar. Das erste Kontaktteil 2 umfasst hier einen ersten Lichtbogenkontakt 2a in Form einer Kontakttulpe 2a und einen aussenliegend angeordneten ersten Nennstromkontakt 2b in Form eines Kontaktrohrs 2b, das als Fortsetzung der Wand 50 eines Pufferzylinders 5 ausgebildet ist. Der Pufferzylinder 5 weist bei Selbstblasschaltern (wie beispielhaft dargestellt) ein Heizvolumen 51 und ein Vorkompressionsvolumen 52 auf, die durch einen Boden 53 mit Ventilklappe getrennt sind. Das zweite Kontaktteil 3 umfasst hier einen zweiten Lichtbogenkontakt 3a in Form eines Kontaktstifts 3a und aussenliegend einen zweiten Nennstromkontakt 3b in Form einer Kontakttulpe 3b. Die Isolierstoffdüse 4 ist beispielhaft am ersten Kontaktteil 2 am Nennstromkontakt 2b befestigt. Hauptdüse 4 und Hilfsdüse 6 begrenzen den Heizkanal 64. Im Schaltfall strömen Löschgase vom Pufferzylinder 5 durch den Heizkanal 64 zur vorderen Öffnung der Hauptdüse 4 und beblasen den Lichtbogen. Es sei darauf hingewiesen, dass die weiter unten beschriebene Erfindung in Selbstblasschaltern, in Pufferschaltern oder auch in anderen Schaltertypen oder Schaltgeräten mit anderen Schalterprinzipien anwendbar ist.
  • Fig. 2 zeigt konventionelle Ausführungsformen zur Befestigung der Haupt- oder Isolierstoffdüse 4 am beweglichen Bauteil 5, hier dem Pufferzylinder 5. Bisher wurden Pufferzylinder 5 mit erheblicher Wandstärke verwendet, in die eine Bohrung 7, 8a eingelassen wurde, um die Isolierstoffdüse 4 mit der Pufferzylinderwand 50 zu verschrauben. Die Bohrung 7 kann direkt in die Isolierstoffdüse 4 oder in einen Montageblock 8 geführt sein, wobei der Montageblock 8 auf die Stirnseite 41 der Isolierstoffdüse 4 presst und diese dadurch auf einer Seite fixiert. Auf einer gegenüberliegenden Seite weist die Isolierstoffdüse 4 einen Einschnitt oder Rücksprung 40 auf, in den eine Auskragung oder ein Vorsprung 20 im Nennstromkontaktrohr 2b eingreift und dadurch die Isolierstoffdüse 4 auch auf der anderen Seite fixiert.
  • Erfindungsgemäss ist eine Haltevorrichtung zur Verbindung der Isolierstoffdüse 4 mit einem durch den Schalterantrieb bewegbaren Bauteil 5; 13, 14 der Unterbrechereinheit vorhanden, wobei die Haltevorrichtung als Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12 wirkt, die durch Klemmung 9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c und ohne Verschraubung eine mechanische Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse 4 und dem Bauteil 5; 13, 14 schafft. Die Erfindung kann am ersten, schalterantriebsseitigen Ende oder am zweiten, dem Schalterantrieb abgewandten Ende der Isolierstoffdüse 4 eingesetzt sein.
  • Bevorzugt umfasst die Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12 einen Halterungsring 9, 12, der sich am Bauteil 5, 13 abstützt und die Isolierstoffdüse 4 in axialer Richtung 91, 92 durch Klemmung fixiert, wobei der Halterungsring 9, 12 eine Fixierung der Isolierstoffdüse 4 in exakter Ausrichtung koaxial zur zentralen Achse 1a gewährleistet. Der Begriff Ring oder ringförmig beinhaltet im folgenden auch Ringsegment oder teilringförmig. Die koaxiale Ausrichtung ist erforderlich, weil zwischen dem Aussendurchmesser D2 des Lichtbogenkontaktstifts 3a und dem Innendurchmesser der Isolierstoffdüse 4 (Fig. 1) eine geringer Abstand Toleranz von ungefähr 1 mm bis wenige mm über die ganze Einfahrlänge des Kontaktstifts 3a in der Düse 4 eingehalten werden soll. Dementsprechend geringe Toleranzen sollen bei der koaxialen Ausrichtung eingehalten werden, um ein Verkanten des Lichtbogenkontaktstifts 3a in der Isolierstoffdüse 4 mit Sicherheit auszuschliessen.
  • Mit Vorteil ist oder sind die Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12 und/oder die Isolierstoffdüse 4 bei der Montage relativ zum Bauteil 5, 13 um die zentrale Achse 1a verdrehbar. In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung weist die Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12, insbesondere der Halterungsring 9, 12, eine Rückhaltefläche 9a, 12a zum Sichern der Isolierstoffdüse 4 gegen Herausgleiten in einer ersten axialen Richtung 91 und/oder eine Klemmfläche 9b, 12b zum Abstützen der Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12 an dem Bauteil 5; 13, 14 in der ersten axialen Richtung 91 auf.
  • Fig. 3a, 3b zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das Bauteil 5 ein beweglicher Pufferzylinder 5 mit einer Pufferzylinderwand 50 ist, die eine Innennut 5a aufweist und die Klemmvorrichtung 9, 10, 11 einen Federsicherungsring 9 umfasst, der durch Eingriff in die Innennut 5a und durch Überstand aus der Innennut 5a radial nach innen die Isolierstoffdüse 4 am Pufferzylinder 5 fixiert und eine in axialer Richtung 91, 92 wirkende Schalterantriebskraft vom Pufferzylinder 5 auf die Isolierstoffdüse 4 überträgt. Durch den Überstand ist insbesondere gewährleistet, dass der Federsicherungsring 9 in mechanischer Verbindung mit einer Stirnseite der Isolierstoffdüse 4 steht und eine Rückhaltekraft auf die Stirnseite ausübt. Die Nuttiefe oder Einstichtiefe T1 der Innennut 5a in der Pufferzylinderwand 5 soll hierfür kleiner als eine Ringbreite B1 des Federsicherungsrings 9 gewählt sein.
  • Mit Vorteil ist die Pufferzylinderwand 50 aus einem Blech oder Rohr, insbesondere einem Kupferblech oder Kupferrohr, gefertigt und weist eine Wandstärke von weniger als 7 mm, bevorzugt weniger als 5 mm, besonders bevorzugt weniger als 3,5 mm, auf; und/oder die Innennut 5a weist eine Einstichtiefe T1 in einem Bereich von 0,8 mm bis 3,0 mm, bevorzugt 1,0 mm bis 2,0 mm, besonders bevorzugt gleich 1,5 mm, auf. Ein entscheidender Vorteil der Klemmbefestigung besteht darin, dass auch Bauteile 5 mit Wänden 50 aus dünnen, gegebenenfalls verformten Blechen oder Rohren durch reine Klemmbefestigung mit der Isolierstoffdüse 4 form- und kraftschlüssig verbunden werden können. Vorzugsweise werden derartige Bleche oder Rohre aus Kupfer gefertigt. Diese sogenannte Kupfertechnologie ist ausführlich in den europäischen Patenten EP 0 735 555 und EP 0 806 049 beschrieben.
  • Fig. 4 zeigt als Federsicherungsring 9 einen an sich bekannten Seeger-Ring 9. Die Ringbreite B1 ist so gewählt, dass die erwähnte stirnseitige Rückhaltefläche 9a und Klemmfläche 9b grossflächig genug sind, um die Klemmkräfte aufzunehmen und zu übertragen. Bei der Montage wird der Seeger-Ring 9 mit einer in die Löcher 9c eingreifenden Spezialzange zusammengezogen, in axialer Richtung 92 in den Pufferzylinder 5 eingeführt und schnappt in die Innennut 5a in der Pufferzylinderwand 50 ein.
  • In Fig. 3a, 3b enthält auch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Klemmvorrichtung 9, 10, 11 ein ringförmiges, in axialer Richtung 92 einfederbares Federelement 11 umfasst, das zwischen dem Federsicherungsring 9 und der Isolierstoffdüse 4, insbesondere dort in einem Rücksprung 42 der Isolierstoffdüse 4, angeordnet ist. Bei dem Federelement 11 kann es sich beispielsweise um einen handelsüblichen O-Ring 11, eine Spiralfeder, eine Wellenfeder oder eine Tellerfeder zur Erzeugung einer axialen Federkraft handeln. Wie dargestellt kann die Innennut 5a eine Anphasung 5c zum verletzungsfreien Einführen des Federelements 11 aufweisen. Das Federelement 11 schafft eine axiale und transversale Toleranz des Bauteils 1 und der Isolierstoffdüse 4 bei Montage und bewirkt zugleich eine exakte Ausrichtung der Düse 4.
  • Eine weitere Verbesserung wird erzielt, wenn ein ringförmiges Schutzelement 10, bevorzugt eine Unterlagsscheibe 10, zum mechanischen und thermischen Schutz des Federelements 11 und der Isolierstoffdüse 4 zwischen dem Federsicherungsring 9 und dem Federelement 11 angeordnet ist und an einem formstabilen Vorsprung 43 der Isolierstoffdüse 4 abgestützt ist. Durch das Zusammenwirken des Schutzelements 10 mit dem formstabilen, kraftaufnehmenden Vorsprung 43 ist gewährleistet, dass unter dem Anpressdruck keine bleibende Deformation des Teflonmaterials der Isolierstoffdüse 4 auftritt. Das Schutzelement 10 kann in die Klemmvorrichtung 9, 10, 11, insbesondere in den Federsicherungsring 9, integriert sein (nicht dargestellt).
  • Fig. 5a, 5b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Klemmvorrichtung 12 eine zweite Rückhaltefläche 12d zum Sichern der Isolierstoffdüse 4 gegen Herausgleiten in einer der ersten axialen Richtung 91 entgegengesetzten zweiten axialen Richtung 92 aufweist und/oder die Klemmvorrichtung 12 eine zweite Klemmfläche 12c zum Abstützen der Klemmvorrichtung 12 an dem Bauteil 13 in der entgegengesetzten zweiten axialen Richtung 92 aufweist. Bei dem bewegbaren Bauteil 13, 14 kann es sich um ein Ankopplungselement 13 für ein anzutreibendes, bewegliches Teil 14, insbesondere für eine bewegbare Abschirmelektrode oder für ein Hilfsgetriebe 14 des Schalterantriebs, handeln. Dabei weist das Ankopplungselement 13 eine Innennut 13a und die Isolierstoffdüse 4 eine Aussennut 44 auf und die Klemmvorrichtung 12 umfasst einen Federsicherungsring 12, der nach Art eines Schnappverschlusses zugleich in die Innennut 13a und die Aussennut 44 eingreift. Hierfür ist insbesondere die Nuttiefe oder Einstichtiefe T2 der Innennut 13a kleiner als die Ringbreite B2 des Schnappverschlusses 12 gewählt. Der Federsicherungsring 12 oder Schnappverschluss 12 ersetzt eine herkömmliche Montage, bei welcher die beiden Teile 4, 13 über ein Gewinde miteinander verbunden sind. Der Schnappverschluss 12 hat den Vorteil einer einfachen, formschlüssigen und kraftschlüssigen Montage und einer bei Montage drehbaren Verbindung, durch die z. B. die Zahnstange 14 in eine passende Lage zum Getriebe gebracht werden kann. Durch die mögliche Drehbarkeit kann alternativ der bewegte Kontakt 2 oder Pufferzylinder 5 in eine beliebige azimuthale Lage gebracht werden, so dass der Kontakt 2 auf einen der nach aussen geneigt angeordneten Phasenanschlüsse ausgerichtet werden kann.
  • Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Federsicherungsrings 12. Der Federsicherungsring 12 kann ein Ringsegment 12 mit einer Bogenlänge im Bereich von 180° bis 280°, bevorzugt 200° bis 250°, besonders bevorzugt von 230°, sein. Der Bereich ist nach oben bzw. unten begrenzt durch eine hinreichende Aufspreizbarkeit bzw. einen hinreichenden radialen Klemmeffekt des Federsicherungsrings 12 im montierten Zustand. Der Federsicherungsring 12 soll also aufbiegbar und radial von aussen in die Aussennut 44 einführbar sein. Der Federsicherungsring 12 soll ferner beim Aufschieben des Bauteils 13, 14 vollständig in die Aussennut 44 drückbar sein. Hierfür ist insbesondere die Nuttiefe oder Einstichtiefe T3 der Aussennut 13a tiefer als die Ringbreite B2 des Schnappverschlusses 12 gewählt. Auch soll der Federsicherungsring 12 im aufgeschobenen Zustand des Bauteils 13, 14 durch elastische Rückstellkraft in die Innennut 13a zurückspringen oder einrastbar sein. Hierfür soll der Federsicherungsring 12 aus einem elastischen Material wie z. B. Federstahl gefertigt sein.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektrisches Schaltgerät für ein Energieversorgungsnetz, insbesondere ein Schaltgerät mit einer bewegbaren Isolierstoffdüse 4 zur Lichtbogenbeblasung, beispielsweise ein Hochspannungsschalter, Hochstromschalter oder Leistungsschalter, der die zuvor beschriebene Unterbrechereinheit aufweist.
  • In einem solchen Schaltgerät kann die Isolierstoffdüse 4 beidseitig mit je einem bewegbaren Bauteil 5, 13, 14 durch je eine Klemmvorrichtung 9, 10, 11; 12 verbunden sein, wobei beide Klemmvorrichtungen 9, 10, 11; 12 durch Klemmhalterung 9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c und ohne Verschraubung jeweils eine formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse 4 und dem zugehörigen Bauteil 5, 13, 14 schaffen. Beispielsweise ist eine erste Klemmvorrichtung 9, 10, 11 zur mechanischen Verbindung der Isolierstoffdüse 4 mit einem beweglichen Pufferzylinder 5 der Unterbrechereinheit und eine zweite Klemmvorrichtung 12 zur mechanischen Verbindung der Isolierstoffdüse 4 mit einem Ankopplungselement 13 für ein anzutreibendes Teil 14 der Unterbrechereinheit vorhanden. Das anzutreibende Teil 14 kann eine bewegbare Abschirmelektrode sein oder ein Hilfsgetriebe 14, z. B. für ein beidseitig angetriebenes Kontaktsystem 2, 3.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Elektrisches Schaltgerät, Hochspannungsschalter, Leistungsschalter
    1a
    Zentrale Achse, Schalterachse
    2
    Erstes Kontaktteil (mit Isolierstoffdüse)
    2a
    Erster Lichtbogenkontakt, Lichtbogenkontakttulpe
    2b
    Erster Nennstromkontakt, Kontaktrohr
    20
    Auskragung, Vorsprung in Nennstromkontaktrohr
    3
    Zweites Kontaktteil, Tulpe/ Stift-Kontakt, Strombahnkontakt, Gegenkontakt
    3a
    Zweiter Lichtbogenkontakt, Lichtbogenkontaktstift
    3b
    Zweiter Nennstromkontakt, Nennstromkontakttulpe
    4
    Isolierstoffdüse
    40
    Erster Einschnitt, erster Rücksprung in Düse
    41
    Stirnseite der Düse
    42
    Zweiter Einschnitt, zweiter Rücksprung in Düse, Rücksprung in Stirnseite der Düse
    43
    Vorsprung
    44
    Nut in Düse
    5
    Bewegter Kontakt, Pufferzylinder (bevorzugt in Kupfertechnologie)
    5a
    Innennut in Pufferzylinder
    5b
    Abstützfläche an Pufferzylinder
    5c
    Anphasung an Pufferzylinderwand
    50
    Pufferzylinderwand
    51
    Heizvolumen
    52
    Vorkompressionsvolumen
    53
    Boden mit Ventilklappe
    6
    Hilfsdüse
    64
    Heizkanal
    7
    Verschraubung
    8
    Montageblock
    8a
    Verschraubung für Montageblock
    9
    Klemmvorrichtung, drehbare axiale Klemmfixierung, Ringsegment, Halterungsring, Federsicherungsring, Seeger-Ring
    9a
    Rückhaltefläche
    9b
    Klemmfläche
    9c
    Löcher im Federsicherungsring (Seeger-Ring)
    91
    Erste axiale Richtung
    92
    Zweite axiale Richtung
    10
    Schutzring, Unterlagsscheibe
    11
    Federelement, O-Ring
    12
    Klemmvorrichtung, drehbare axiale Klemmfixierung, Ringsegment, Halterungsring, Stahlring, Federsicherungsring, Clip-Verschluss, Schnappverschluss
    12a
    Rückhaltefläche
    12b
    Klemmfläche
    12c
    zweite Klemmfläche
    12d
    zweite Rückhaltefläche
    13, 14
    bewegbares Bauteil
    13
    Ankopplungselement
    13a
    Innennut in Ankopplungselement
    13b, 13c
    erste, zweite Abstützfläche an Ankopplungselement
    14
    Kinematische Verbindung, zu bewegendes Teil, Antriebsstange für Hilfsgetriebe, bewegbare Abschirmelektrode
    B1
    Ringbreite des Seeger-Rings
    B2
    Ringbreite des Schnappverschlusses
    D1
    Innendurchmesser der Isolierstoffdüse
    D2
    Aussendurchmesser des Lichtbogenkontaktstifts
    T1
    Nuttiefe in Pufferzylinderwand
    T2
    Innennuttiefe in Bauteil
    T3
    Aussennuttiefe in Isolierstoffdüse

Claims (13)

  1. Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät (1) für Energieversorgungsnetze, insbesondere Hochspannungsschalter (1), wobei das Schaltgerät (1) eine zentrale Achse (1a) und mindestens ein erstes Kontaktteil (2) mit einer Isolierstoffdüse (4) zur Beblasung eines Lichtbogens und ein zweites Kontaktteil (3) aufweist, wobei mindestens eines der Kontaktteile (2, 3) durch einen Schalterantrieb bewegbar ist, wobei eine Haltevorrichtung zur Verbindung der Isolierstoffdüse (4) mit einem durch den Schalterantrieb bewegbaren Bauteil (5; 13, 14) der Unterbrechereinheit vorhanden ist, wobei ferner die Haltevorrichtung eine Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) ist, die durch Klemmhalterung (9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c) und ohne Verschraubung eine mechanische Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse (4) und dem Bauteil (5; 13, 14) schafft, wobei ferner die Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) einen Halterungsring (9, 12) umfasst, der sich am Bauteil (5, 13) abstützt und durch den eine Fixierung der Isolierstoffdüse (4) in exakter Ausrichtung koaxial zur zentralen Achse (1a) gewährleistet ist, wobei der Halterungsring (9, 12) die Isolierstoffdüse (4) in axialer Richtung (91, 92) durch Klemmung fixiert und der Halterungsring (9, 12) eine Rückhaltefläche (9a, 12a) zum Sichern der Isolierstoffdüse (4) gegen Herausgleiten in einer ersten axialen Richtung (91) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass
    a) das Bauteil (5) ein Pufferzylinder (5) mit einer Pufferzylinderwand (50) ist, die eine Innennut (5a) aufweist und
    b) die Klemmvorrichtung (9, 10, 11) einen Federsicherungsring (9) umfasst, der durch Eingriff in die Innennut (5a) und durch Überstand aus der Innennut (5a) radial nach innen die Isolierstoffdüse (4) am Pufferzylinder (5) fixiert und eine in axialer Richtung (91, 92) wirkende Schalterantriebskraft vom Pufferzylinder (5) auf die Isolierstoffdüse (4) überträgt, und
    c) die Klemmvorrichtung (9, 10, 11) ein ringförmiges, in axialer Richtung (92) einfederbares Federelement (11) umfasst, das zwischen dem Federsicherungsring (9) und der Isolierstoffdüse (4) angeordnet ist.
  2. Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät (1) für Energieversorgungsnetze, insbesondere Hochspannungsschalter (1), wobei das Schaltgerät (1) eine zentrale Achse (1a) und mindestens ein erstes Kontaktteil (2) mit einer Isolierstoffdüse (4) zur Beblasung eines Lichtbogens und ein zweites Kontaktteil (3) aufweist, wobei mindestens eines der Kontaktteile (2, 3) durch einen Schalterantrieb bewegbar ist, wobei eine Haltevorrichtung zur Verbindung der Isolierstoffdüse (4) mit einem durch den Schalterantrieb bewegbaren Bauteil (5; 13, 14) der Unterbrechereinheit vorhanden ist, wobei ferner die Haltevorrichtung eine Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) ist, die durch Klemmhalterung (9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c) und ohne Verschraubung eine mechanische Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse (4) und dem Bauteil (5; 13, 14) schafft, wobei ferner die Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) einen Halterungsring (9, 12) umfasst, der sich am Bauteil (5, 13) abstützt und durch den eine Fixierung der Isolierstoffdüse (4) in exakter Ausrichtung koaxial zur zentralen Achse (1a) gewährleistet ist, wobei der Halterungsring (9, 12) die Isolierstoffdüse (4) in axialer Richtung (91, 92) durch Klemmung fixiert und der Halterungsring (9, 12) eine Rückhaltefläche (9a, 12a) zum Sichern der Isolierstoffdüse (4) gegen Herausgleiten in einer ersten axialen Richtung (91) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass
    a) das Bauteil (5) ein Pufferzylinder (5) mit einer Pufferzylinderwand (50) ist, die eine Innennut (5a) aufweist und
    b) die Klemmvorrichtung (9, 10, 11) einen Federsicherungsring (9) umfasst, der durch Eingriff in die Innennut (5a) und durch Überstand aus der Innennut (5a) radial nach innen die Isolierstoffdüse (4) am Pufferzylinder (5) fixiert und eine in axialer Richtung (91, 92) wirkende Schalterantriebskraft vom Pufferzylinder (5) auf die Isolierstoffdüse (4) überträgt, wobei
    c) die Pufferzylinderwand (50) aus einem Blech oder Rohr gefertigt ist und eine Wandstärke von weniger als 7 mm aufweist.
  3. Die Unterbrechereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) und/oder die Isolierstoffdüse (4) bei der Montage relativ zum Bauteil (5, 13) um die zentrale Achse (1a) verdrehbar ist oder sind.
  4. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12), insbesondere der Halterungsring (9, 12), eine Klemmfläche (9b, 12b) zum Abstützen der Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) an dem Bauteil (5; 13, 14) in der ersten axialen Richtung (91) aufweist.
  5. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die Pufferzylinderwand (50) aus einem Blech oder Rohr, insbesondere Kupferblech oder Kupferrohr, gefertigt ist und eine Wandstärke von weniger als als 5 mm, besonders bevorzugt weniger als 3,5 mm, aufweist und/oder
    b) die Innennut (5a) eine Einstichtiefe (T1) in einem Bereich von 0,8 mm bis 3,0 mm, bevorzugt 1,0 mm bis 2,0 mm, besonders bevorzugt gleich 1,5 mm, aufweist.
  6. Die Unterbrechereinheit nach einem der' vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) das Federelement (11) zwischen dem Federsicherungsring (9) und der Isolierstoffdüse (4) in einem Rücksprung (42) der Isolierstoffdüse (4) angeordnet ist und
    b) insbesondere dass das Federelement (11) ein O-Ring (11), eine Spiralfeder, Wellenfeder oder Tellerfeder zur Erzeugung einer axialen Federkraft ist.
  7. Die Unterbrechereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) ein ringförmiges Schutzelement (10), bevorzugt eine Unterlagsscheibe (10), zum mechanischen und thermischen Schutz des Federelements (11) und der Isolierstoffdüse (4) zwischen dem Federsicherungsring (9) und dem Federelement (11) vorhanden ist und an einem formstabilen Vorsprung (43) der Isolierstoffdüse (4) abgestützt ist und
    b) insbesondere dass das Schutzelement (10) in die Klemmvorrichtung (9, 10, 11), insbesondere in den Federsicherungsring (9), integriert ist.
  8. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die Innennut (5a) eine Abstützfläche (5b) zum Zusammenwirken mit der in Anspruch 3 beanspruchten Klemmfläche (9b) aufweist und/oder
    b) die Innennut (5a) eine Anphasung (5c) zum verletzungsfreien Einführen des Federelements (11) aufweist.
  9. Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät (1) für Energieversorgungsnetze, insbesondere Hochspannungsschalter (1), wobei das Schaltgerät (1) eine zentrale Achse (1a) und mindestens ein erstes Kontaktteil (2) mit einer Isolierstoffdüse (4) zur Beblasung eines Lichtbogens und ein zweites Kontaktteil (3) aufweist, wobei mindestens eines der Kontaktteile (2, 3) durch einen Schalterantrieb bewegbar ist, wobei eine Haltevorrichtung zur Verbindung der Isolierstoffdüse (4) mit einem durch den Schalterantrieb bewegbaren Bauteil (5; 13, 14) der Unterbrechereinheit vorhanden ist, wobei ferner die Haltevorrichtung eine Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) ist, die durch Klemmhalterung (9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c) und ohne Verschraubung eine mechanische Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse (4) und dem Bauteil (5; 13, 14) schafft, wobei ferner die Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) einen Halterungsring (9, 12) umfasst, der sich am Bauteil (5, 13) abstützt und durch den eine Fixierung der Isolierstoffdüse (4) in exakter Ausrichtung koaxial zur zentralen Achse (1a) gewährleistet ist, wobei der Halterungsring (9, 12) die Isolierstoffdüse (4) in axialer Richtung (91, 92) durch Klemmung fixiert und der Halterungsring (9, 12) eine Rückhaltefläche (9a, 12a) zum Sichern der Isolierstoffdüse (4) gegen Herausgleiten in einer ersten axialen Richtung (91) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass
    a) das Bauteil (13, 14) ein Ankopplungselement (13) für eine bewegbare Abschirmelektrode oder für ein Hilfsgetriebe (14) des Schalterantriebs ist,
    b) das Ankopplungselement (13) eine Innennut (13a) und die Isolierstoffdüse (4) eine Aussennut (44) aufweist und
    c) die Klemmvorrichtung (12) einen Federsicherungsring (12) umfasst, der nach Art eines Schnappverschlusses zugleich in die Innennut (13a) und die Aussennut (44) eingreift.
  10. Die Unterbrechereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der Federsicherungsring (12) ein Ringsegment (12) mit einer Bogenlänge im Bereich von 180° bis 280°, bevorzugt 200° bis 250°, besonders bevorzugt von 230°, ist und/oder
    b) der Federsicherungsring (12) aufbiegbar und radial von aussen in die Aussennut (44) einführbar ist und/oder
    c) der Federsicherungsring (12) beim Aufschieben des Bauteils (13, 14) vollständig in die Aussennut (44) drückbar ist und im aufgeschobenen Zustand des Bauteils (13, 14) durch elastische Rückstellkraft in die Innennut (13a) einrastbar ist.
  11. Elektrisches Schaltgerät für ein Energieversorgungsnetz, insbesondere Schaltgerät mit einer bewegbaren Isolierstoffdüse (4) zur Lichtbogenbeblasung, beispielsweise Hochspannungsschalter, Hochstromschalter oder Leistungsschalter, gekennzeichnet durch eine Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  12. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die Isolierstoffdüse (4) beidseitig mit je einem bewegbaren Bauteil (5, 13, 14) durch je eine Klemmvorrichtung (9, 10, 11; 12) verbunden ist und
    b) beide Klemmvorrichtungen (9, 10, 11; 12) durch Klemmhalterung (9, 5a, 5b, 5c; 12, 13a, 13b, 13c) und ohne Verschraubung jeweils eine formschlüssige und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Isolierstoffdüse (4) und dem zugehörigen Bauteil (5, 13, 14) schaffen.
  13. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (5, 13, 14) ein beweglicher Pufferzylinder (5) und ein Ankopplungselement (13) für ein anzutreibendes Teil (14), insbesondere eine Abschirmelektrode oder ein Hilfsgetriebe, der Unterbrechereinheit sind.
EP05405049.7A 2005-02-01 2005-02-01 Düsenbefestigung für elektrisches Schaltgerät Active EP1686602B2 (de)

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