WO2007077108A1 - Switching point of an electrical switching device and method for moving a switching piece of a switching point - Google Patents

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WO2007077108A1
WO2007077108A1 PCT/EP2006/069752 EP2006069752W WO2007077108A1 WO 2007077108 A1 WO2007077108 A1 WO 2007077108A1 EP 2006069752 W EP2006069752 W EP 2006069752W WO 2007077108 A1 WO2007077108 A1 WO 2007077108A1
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WO
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crank
switching point
switching
cranks
contact piece
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PCT/EP2006/069752
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Lutz-Rüdiger JÄNICKE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
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    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
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    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact

Definitions

  • the invention relates to a switching point of an electrical switching device with a first by means of a drive device movable relative to a second contact piece Kunststoffstuck, wherein the drive means comprises a gearbox with a near linearly movable drive element and an output element with a first coupling, which is a rotational movement of a first crank into a nearly linear motion converts.
  • Such a switching point is known for example from the European patent application EP 0 696 040 Al.
  • a gas blast switch is described, the switching point is limited by a first and a second contact piece.
  • the first contact piece can be moved by means of a drive device, wherein the drive device has a transmission.
  • the drive element is a linearly displaceable rack, which is unrolled on the toothing of a rotatably mounted gear. On the gear a coupling is struck so that a crank is formed, which converts the rotational movement of the crank in a linear movement of the first contact stucco.
  • the drive element has a second coupling, which converts the approximately linear movement of the drive element in a rotational movement of a second crank and for transmitting a rotational movement, the first and the second crank are in operative connection ,
  • cranks Through the operative connection of two cranks can be dispensed with the use of a teeth of a toothed gear rack. Both the production of gear wheels and the production of racks is relatively expensive. In addition, particularly in fast switching operations, which may also have to be carried out rapidly in quick succession, a strong stress on the toothing is recorded. Such heavy loads have an increased wear of the teeth result. With increasing wear of the toothing a transmission behavior of the drive device is inaccurate. By using cranks the drive device is freed of wear-intensive and cost-intensive elements.
  • the cranks can interact with each other in various ways. On the one hand, for example, they can be operatively connected via a gear, so that a relative movement between the two cranks can be set.
  • the operative connection can for example also be designed such that by means of a coupling device, the two cranks can be separated from each other.
  • This freewheeling properties can be introduced into the drive device, for example.
  • it is borrowed, if necessary, to use a continuously moving motor to generate a relative movement of two pieces of contact to each other. This is advantageous, for example, if a regularly permanently moving motor is present at a switching point. Then it can be dispensed with the use of an intended exclusively for a movement of at least one of the Heidelbergjorstucke engine.
  • a further advantageous embodiment can provide that the first and the second crank are each rotatable about an axis of rotation, wherein the axes of rotation are aligned coaxially with each other.
  • a coaxial arrangement of the axis of rotation of the cranks to each other allows the design of a compact transmission device.
  • a hollow shaft, on which the first crank is mounted encloses a shaft on which the second crank is mounted.
  • the two cranks are connected angular stiff with each other.
  • a rigid connection of the two cranks is a particularly simple Ausstellaltungsva ⁇ ante.
  • Ausstellaltungsva ⁇ ante simple machine components can be used.
  • a rigid connection also has the advantage that large forces can be transmitted almost without play.
  • the angular position of the cranks can be fixed to one another almost permanently, so a robust drive device that also operates reliably over the years can be produced.
  • the cranks are rotatable about the axes of rotation endlessly in one and the same direction.
  • a further advantageous embodiment may provide that the crank arms of the cranks are the same length or that the crank arms of the cranks have different lengths.
  • an angle spanning between the crank arms has an angle of less than or equal to 90 °.
  • crank arms with an angle of less than or equal to 90 ° is a favorable condition to allow low-jerk working of the transmission device.
  • a further advantageous embodiment can provide that the switching point is connected in a current path having an on-resistance, arranged parallel to a switching path of a high-voltage circuit breaker current path.
  • High-voltage circuit breakers are designed to switch off rated currents, overload currents and short-circuit currents. They are able to switch off these currents several times reliably. For certain switch-on conditions, it is necessary to limit occurring overvoltages. For this purpose, for example, it is known to arrange a switch-on resistor in parallel with the breaker unit of the circuit breaker. Compared with the known complex drive arrangements for switching an on-resistance, the use of two standing in operative connection with cranks has a mechanically robust and small-sized shape.
  • Another object of the invention is to provide a method for moving a first by means of a drive device.
  • a drive device comprises a gearbox with a near linearly movable drive element and an output element with a first coupling, the one
  • Rotary movement of a first crank converts into a nearly linear movement.
  • the object is achieved in a method of the type mentioned above in that the first crank is rotated in the same direction both to produce a switch-on movement and to generate a switch-off movement.
  • the crank is always moved in one and the same direction.
  • the crank is always moved in one and the same direction.
  • Bearings find use that allow for long periods of time good guidance and steering of the rotational movement.
  • FIG. 1 shows a switching point of an electrical switching device in a first movement phase
  • FIG. 2 shows the switching point in a second movement phase
  • FIG. 3 shows the switching point in a third movement phase
  • FIG Figure 4 shows the switching point in a fourth phase of movement
  • Figure 5 is a schematic representation of the coupling of a
  • the switching point 1 has a first contact piece 2.
  • the first contact piece 2 is bolt-shaped and linearly displaceable along the pin axis.
  • the first contact piece 2 is slidably mounted in a guide element 3 designed as an umbrella body.
  • the guiding element 4 also serves to make electrical contact with the first contact piece.
  • corresponding contacting elements such as contact blades, worm springs, etc., are arranged in the sliding track of the guiding element 4.
  • a second contact piece 3 is arranged.
  • the second contact piece 3 is fixed in place and formed in the form of a tulip contact piece.
  • the first contact piece 2 is retractable and thereby a galvanic connection can be produced between the two contact pieces 2, 3.
  • a switching point 1 shown in FIG. 1 it may also be provided that alternative embodiments of the first or the second contact piece 2, 3 are used and that a relative movement between the two contact pieces 2, 3 can also be caused thereby. in that both contact pieces are made movable.
  • the first contact piece 2 is tulip-shaped and the second contact piece 3 is designed bolt-shaped. But there may also be other deviating contact variants, such as knife contacts, swivel contacts etc. are used.
  • the used stop means such as bolts or rivets as an output element, which perform a linear movement in approximation.
  • the first contact piece 2 can be driven by means of a drive device 5.
  • the drive device 5 has a slider-crank mechanism.
  • the transmission is set in motion by means of a linearly displaceable drive element 6.
  • the drive element 6 is, for example, an electrically insulating shift rod which can perform a linear movement aligned along its rod axis.
  • the drive device 5 has an output element 7, which is linearly displaceable GE stored.
  • the output element 7 is at least partially formed by the first contact piece 2.
  • the output element 7 is connected by means of a first coupling 7a with a lever arm of a first crank 7b.
  • the first crank 7b is rotatable about an axis 8.
  • the drive element 6 is struck via a second coupling 6a to a lever arm of a second crank 6b.
  • the second crank 6b is also rotatable about the axis 8.
  • the two cranks 7b, 6b are connected to one another in an angle-rigid manner, so that an angle is included in a projection in the direction of the axis 8 between the two lever arms of the cranks 7b, 6b.
  • the included angle advantageously has an angle of ⁇ 90 °.
  • the two cranks 6b, 7b are connected rigidly to one another, so that the included angle has a constant value permanently. However, it may also be provided to change the angular position of the crank arms relative to one another by means of suitable devices. In the following, a switch-on process and then a switch-off process of the switching point 1 will be described with reference to the m sequences shown in Figures 1 to 4.
  • the switching point 1 is still in the switched-off state, ie, the first contact piece 2 is retracted into the screen area of the guiding element 4.
  • the linear movement is transmitted to the second crank 6b by means of the second coupling 6a.
  • the translato ⁇ sche movement of the drive element 6 is converted into a rotational movement.
  • the rotational movement takes place in the clockwise direction. Due to the coupling of the two cranks 7b, 6b, the rotational movement of the second crank 6b is transmitted to the first crank 7b.
  • the rotational movement is again converted into a linear movement via the first coupling 7a, so that the output element 7 (corresponds at least partially to the first contact piece 2) is moved in the direction of the second contact piece 3.
  • the linear movement of the output element 7 does not necessarily have to sound directly into a linear movement of the first contact piece 2.
  • further elements which are interposed between the output element 7 and the first contact piece 2.
  • a first contact piece is pivotably mounted, for example, and the coupling engages the first contact piece 2 spaced from the pivot point on the second contact piece, so that a drive element (for example a bolt) is moved approximately linearly and a pivoting movement takes place of the first contact piece is effected.
  • FIG. 2 shows the completion of the switch-on process.
  • the drive element 6 has assumed its switch-on position and thus also the first contact piece 2 is in its switch-on position.
  • the cranks 6b, 7b rotate in a clockwise direction.
  • FIG. 5 shows a possibility of constructive design of the two cranks 6b, 7b in the form of a crankshaft. Symbolically, the coupling 7a, 6a are struck to the cranks 7b, 6b in the manner of a connecting rod.

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Abstract

A switching point (1) of an electrical switching device has a first and a second contact piece (2, 3), which can be moved in relation to one another by means of a drive device (5). The drive device (5) has a gear mechanism, which contains an approximately linearly moving drive element (6) and an approximately linearly moving driven element (7), wherein the drive element (6) and the driven element (7) are respectively coupled to a first crank (7b) and to a second crank (6b), and the cranks (7b, 6b) are operatively connected to one another.

Description

Beschreibungdescription
Schaltstelle eines elektrischen Schaltgerates sowie Verfahren zum Bewegen eines Schaltstuckes einer SchaltstelleSwitching point of an electrical switching device and method for moving a Schaltstuckes a switching point
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltstelle eines elektrischen Schaltgerates mit einem ersten mittels einer Antriebseinrichtung relativ zu einem zweiten Kontaktstuck bewegbaren Kontaktstuck, wobei die Antriebseinrichtung ein Ge- triebe mit einem naherungsweise linear beweglichen Antriebselement und einem Abtriebselement mit einer ersten Koppel aufweist, die eine Drehbewegung einer ersten Kurbel in eine naherungsweise lineare Bewegung wandelt.The invention relates to a switching point of an electrical switching device with a first by means of a drive device movable relative to a second contact piece Kontaktstuck, wherein the drive means comprises a gearbox with a near linearly movable drive element and an output element with a first coupling, which is a rotational movement of a first crank into a nearly linear motion converts.
Eine derartige Schaltstelle ist beispielsweise aus der europaischen Patentanmeldung EP 0 696 040 Al bekannt. Dort ist ein Druckgasschalter beschrieben, dessen Schaltstelle durch ein erstes sowie ein zweites Kontaktstuck begrenzt ist. Das erste Kontaktstuck ist mittels einer Antriebseinrichtung be- wegbar, wobei die Antriebseinrichtung ein Getriebe aufweist. Als Antriebselement dient eine linear verschiebbare Zahnstange, welche auf der Verzahnung eines drehbeweglich gelagerten Zahnrades abrollbar ist. An dem Zahnrad ist eine Koppel angeschlagen, so dass eine Kurbel gebildet ist, die die Drehbewegung der Kurbel in eine lineare Bewegung des ersten Kontaktstuckes wandelt.Such a switching point is known for example from the European patent application EP 0 696 040 Al. There, a gas blast switch is described, the switching point is limited by a first and a second contact piece. The first contact piece can be moved by means of a drive device, wherein the drive device has a transmission. The drive element is a linearly displaceable rack, which is unrolled on the toothing of a rotatably mounted gear. On the gear a coupling is struck so that a crank is formed, which converts the rotational movement of the crank in a linear movement of the first contact stucco.
Aufgrund der begrenzten Baugroße ist eine Vor- und Ruckbewegung der Zahnstange notig. Aufgrund der Vor- und Ruckbewegung der Zahnstange werden die Zahne mit unterschiedlichen Momenten aus verschiedenen Richtungen belastet. Somit ist mit einem entsprechenden Verschleiß zu rechnen. Dies wirkt sich auch auf die einzelnen Lager der Antriebseinrichtung aus. Damit stellt sich die Aufgabe, eine Schaltstelle auszugestalten, welche verschleißfester und kostengünstiger ist.Due to the limited size of the construction, a forward and backward movement of the rack is necessary. Due to the forward and backward movement of the toothed rack, the teeth are loaded with different moments from different directions. Thus, a corresponding wear is expected. This also affects the individual bearings of the drive device. This raises the task of designing a switching point, which is more wear-resistant and less expensive.
Erfindungsgemaß wird dies bei einer Schaltstelle der eingangs genannten Art dadurch gelost, dass das Antriebselement eine zweite Koppel aufweist, die die naherungsweise lineare Bewegung des Antriebselementes in eine Drehbewegung einer zweiten Kurbel wandelt und zur Übertragung einer Drehbewegung die erste und die zweite Kurbel miteinander in Wirkverbindung stehen.According to the invention, this is achieved in a switching point of the type mentioned in that the drive element has a second coupling, which converts the approximately linear movement of the drive element in a rotational movement of a second crank and for transmitting a rotational movement, the first and the second crank are in operative connection ,
Durch die Wirkverbindung zweier Kurbeln kann auf den Einsatz von einer die Zahne eines Zahnrades kammenden Zahnstange verzichtet werden. Sowohl die Herstellung von Zahnradern als auch die Herstellung von Zahnstangen ist vergleichsweise kostenintensiv. Darüber hinaus ist insbesondere bei schnellen Schaltvorgangen, die ggf. auch rasch hintereinander durchgeführt werden müssen, eine starke Beanspruchung der Verzahnung zu verzeichnen. Derartig starke Beanspruchungen haben eine erhöhte Abnutzung der Verzahnung zur Folge. Mit zunehmendem Verschleiß der Verzahnung wird ein Ubertragungsverhalten der Antriebseinrichtung ungenauer. Durch die Verwendung von Kurbeln wird die Antriebseinrichtung von verschleißintensiven sowie kostenintensiven Elementen befreit.Through the operative connection of two cranks can be dispensed with the use of a teeth of a toothed gear rack. Both the production of gear wheels and the production of racks is relatively expensive. In addition, particularly in fast switching operations, which may also have to be carried out rapidly in quick succession, a strong stress on the toothing is recorded. Such heavy loads have an increased wear of the teeth result. With increasing wear of the toothing a transmission behavior of the drive device is inaccurate. By using cranks the drive device is freed of wear-intensive and cost-intensive elements.
Die Kurbeln können in verschiedener Weise miteinander in Wirkverbindung stehen. Zum einen können sie beispielsweise über ein Getriebe in Wirkverbindung stehen, so dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Kurbeln eingestellt werden kann. Die Wirkverbindung kann beispielsweise auch derart ausgestaltet sein, dass mittels einer Kuppeleinrichtung die beiden Kurbeln voneinander getrennt werden können . Dadurch können beispielsweise Freilaufeigenschaften in die Antriebseinrichtung eingebracht werden. Somit ist es beispielsweise mog- lieh, einen kontinuierlich bewegten Motor bedarfsweise zur Erzeugung einer Relativbewegung zweier Kontaktstucke zueinander einzusetzen. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn an einer Schaltstelle ein regulär dauerhaft bewegter Mo- tor vorhanden ist. Dann kann auf den Einsatz einer ausschließlich für eine Bewegung zumindest eines der Schaltkontaktstucke vorgesehenen Motor verzichtet werden.The cranks can interact with each other in various ways. On the one hand, for example, they can be operatively connected via a gear, so that a relative movement between the two cranks can be set. The operative connection can for example also be designed such that by means of a coupling device, the two cranks can be separated from each other. This freewheeling properties can be introduced into the drive device, for example. Thus, for example, it is borrowed, if necessary, to use a continuously moving motor to generate a relative movement of two pieces of contact to each other. This is advantageous, for example, if a regularly permanently moving motor is present at a switching point. Then it can be dispensed with the use of an intended exclusively for a movement of at least one of the Schaltkontaktstucke engine.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die erste und die zweite Kurbel jeweils um eine Drehachse drehbar sind, wobei die Drehachsen koaxial zueinander ausgerichtet sind.A further advantageous embodiment can provide that the first and the second crank are each rotatable about an axis of rotation, wherein the axes of rotation are aligned coaxially with each other.
Eine koaxiale Anordnung der Drehachse der Kurbeln zueinander gestattet die Ausgestaltung einer kompakten Getriebeeinrichtung. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Hohlwelle, auf welche die erste Kurbel aufgesetzt ist, eine Welle umschließt, auf welcher die zweite Kurbel aufgesetzt ist. Somit ergeben sich gunstige Voraussetzung zur Ausgestaltung von kompakt bauenden Kupplungen oder Getrieben zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen den beiden Kurbeln.A coaxial arrangement of the axis of rotation of the cranks to each other allows the design of a compact transmission device. For example, it can be provided that a hollow shaft, on which the first crank is mounted, encloses a shaft on which the second crank is mounted. Thus, there are favorable conditions for the design of compact clutches or gears to produce an operative connection between the two cranks.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die beiden Kurbeln winkelsteif miteinander verbunden sind.Furthermore, it can be advantageously provided that the two cranks are connected angular stiff with each other.
Eine winkelsteife Verbindung der beiden Kurbeln ist eine besonders einfache Ausgestaltungsvaπante . Bei dieser Ausge- staltungsvaπante können einfache Maschinenbauelemente Verwendung finden. Eine starre Verbindung weist weiterhin den Vorteil auf, dass große Kräfte nahezu spielfrei übertragen werden können. Dabei kann die Winkellage der Kurbeln zueinander nahezu dauerhaft festgelegt sein, so ist eine robuste auch über Jahre hinweg zuverlässig arbeitende Antriebseinrichtung herstellbar. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Kurbeln um die Drehachsen endlos in ein und derselben Richtung drehbar sind.A rigid connection of the two cranks is a particularly simple Ausgestaltungsvaπante. In this Ausstellaltungsvaπante simple machine components can be used. A rigid connection also has the advantage that large forces can be transmitted almost without play. In this case, the angular position of the cranks can be fixed to one another almost permanently, so a robust drive device that also operates reliably over the years can be produced. Advantageously, it can further be provided that the cranks are rotatable about the axes of rotation endlessly in one and the same direction.
Durch eine ausschließliche Drehbewegung der Kurbeln in ein- und dieselbe Richtung können die notwendigen Lager zur Gewahrung einer Drehung vereinfacht ausgestattet werden, da Last- wechselreaktionen, wie sie beispielsweise bei einer Drehrich- tungsumkehr auftreten können, vermieden sind. Weiterhin kann beispielsweise auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine unerwünschte Drehbewegung entgegengesetzt der vorgesehenen Drehbewegung durch eine geeignete Sperrvorrichtung verhindert ist. Dadurch ist ein ungewolltes Zurücklaufen verhindert und ein zuverlässigeres Schalten der Schaltstelle möglich.By an exclusive rotational movement of the cranks in one and the same direction, the necessary bearings can be simplified in order to obtain a rotation, since load-reversal reactions, which can occur, for example, when the direction of rotation is reversed, are avoided. Furthermore, for example, can also be advantageously provided that an undesirable rotational movement opposite to the intended rotational movement is prevented by a suitable locking device. As a result, an unintentional retrace is prevented and a more reliable switching of the switching point possible.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kurbelarme der Kurbeln gleich lang sind oder dass die Kurbelarme der Kurbeln verschieden lang sind.A further advantageous embodiment may provide that the crank arms of the cranks are the same length or that the crank arms of the cranks have different lengths.
Durch eine geeignete Auswahl der Verhaltnisse der Langen der Kurbelarme zueinander ist es möglich, die Bewegung des Antriebs und des Abtriebelementes aufeinander abzustimmen. Bei Bedarf ist es nun möglich, eine Antriebsbewegung derart umzu- formen, dass ein vergrößerter oder ein verringerter Hub an dem Abtriebselement erzeugt wird. Bei einer Wahl von gleichen Langen der Kurbelarme der beiden Kurbeln erfolgt eine 1 : 1 Übersetzung der Bewegung über starr verbundene Kurbeln. So ist es möglich, die annähernd linearen Bewegungen der An- tπebs- und des Abtriebselementes annähernd parallelen Richtungen zueinander oder auch unter Emschluss eines nahezu beliebigen Winkels verlaufen zu lassen. Durch eine entsprechende Winkellage der Kurbeln zueinander kann in Abstimmung der Lage des Antriebs- und des Abtriebselementes das Auftre- ten von Totpunktpositionen wahrend eines Bewegungsablaufes verhindert werden. So ist eine kontinuierliche annähernd ruckfreie Weiterleitung bzw. Umlenkung der Bewegung des Antriebselementes auf das Abtriebselement ermöglicht.By a suitable selection of the ratios of the lengths of the crank arms to each other, it is possible to match the movement of the drive and the driven element to each other. If necessary, it is now possible to transform a drive movement in such a way that an increased or a reduced stroke is generated on the output element. With a choice of equal lengths of the crank arms of the two cranks, a 1: 1 translation of the movement via rigidly connected cranks. Thus, it is possible to allow the approximately linear movements of the drive and output elements to run approximately parallel to one another or else under an almost arbitrary angle. By a corresponding angular position of the cranks to each other in coordination of the position of the drive and the output element, the occurrence th of dead center positions are prevented during a movement. Thus, a continuous approximately jerk-free forwarding or deflection of the movement of the drive element is made possible on the driven element.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass bei einer Projektion in Richtung der Drehachse ein sich zwischen den Kurbelarmen aufspannender Winkel ein Winkelmaß kleiner oder gleich 90° aufweist.Advantageously, it can further be provided that, in the case of a projection in the direction of the axis of rotation, an angle spanning between the crank arms has an angle of less than or equal to 90 °.
Der Einschluss eines Winkels zwischen den Kurbelarmen mit einem Winkelmaß von kleiner oder gleich 90° stellt eine gunstige Voraussetzung dar, um ein ruckarmes Arbeiten der Getriebeeinrichtung zu ermöglichen.The inclusion of an angle between the crank arms with an angle of less than or equal to 90 ° is a favorable condition to allow low-jerk working of the transmission device.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Schaltstelle in einem einen Einschaltwiderstand aufweisenden, parallel zu einer Schaltstrecke eines Hochspannungs- Leistungsschalters angeordneten Strompfad verschaltet ist.A further advantageous embodiment can provide that the switching point is connected in a current path having an on-resistance, arranged parallel to a switching path of a high-voltage circuit breaker current path.
Hochspannungs-Leistungsschalter dienen konstruktionsgemaß dem Ausschalten von Nennstromen, Uberlaststromen sowie Kurz- schlussstromen . Sie sind in der Lage, diese Strome mehrfach zuverlässig abzuschalten. Bei bestimmten Einschaltbedingungen ist es notig, auftretende Überspannungen zu begrenzen. Dazu ist beispielsweise bekannt, parallel zu der Unterbrechereinheit des Leistungsschalters einen Einschaltwiderstand anzuordnen. Gegenüber den bekannten komplexen Antriebsanordnungen zum Schalten eines Einschaltwiderstandes weist der Einsatz zweier miteinander in Wirkverbindung stehender Kurbeln eine mechanisch robuste sowie kleinbauende Gestalt auf.High-voltage circuit breakers are designed to switch off rated currents, overload currents and short-circuit currents. They are able to switch off these currents several times reliably. For certain switch-on conditions, it is necessary to limit occurring overvoltages. For this purpose, for example, it is known to arrange a switch-on resistor in parallel with the breaker unit of the circuit breaker. Compared with the known complex drive arrangements for switching an on-resistance, the use of two standing in operative connection with cranks has a mechanically robust and small-sized shape.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bewegen eines ersten mittels einer Antriebseinrichtung rela- tiv zu einem zweiten Kontaktstuck bewegbaren Kontaktstuck einer Schaltstelle eines elektrischen Schaltgerates anzugeben, wobei die Antriebseinrichtung ein Getriebe mit einem naherungsweise linear beweglichen Antriebselement und einem Abtriebselement mit einer ersten Koppel aufweist, die eineAnother object of the invention is to provide a method for moving a first by means of a drive device. tive to a second contact piece movable contact stucco a switching point of an electrical switching device specify, wherein the drive device comprises a gearbox with a near linearly movable drive element and an output element with a first coupling, the one
Drehbewegung einer ersten Kurbel in eine naherungsweise lineare Bewegung wandelt.Rotary movement of a first crank converts into a nearly linear movement.
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der vor- stehend genannten Art dadurch gelost, dass sowohl zur Erzeugung einer Einschaltbewegung als auch zur Erzeugung einer Ausschaltbewegung die erste Kurbel in die gleiche Richtung gedreht wird.According to the invention, the object is achieved in a method of the type mentioned above in that the first crank is rotated in the same direction both to produce a switch-on movement and to generate a switch-off movement.
Unabhängig von einer Einschalt- oder Ausschaltbewegung zumindest eines der Kontaktstucke der Schaltstelle wird die Kurbel stets in ein- und dieselbe Richtung bewegt. Durch eine Bewegung ausschließlich in ein- und dieselbe Richtung wird das Auftreten von Lastwechselreaktionen an einer Lagerstelle zur Aufnahme der Drehbewegung vermieden. Dadurch können robusteRegardless of a switch-on or switch-off at least one of the contact pieces of the switching point, the crank is always moved in one and the same direction. By a movement exclusively in one and the same direction, the occurrence of load change reactions at a bearing point for receiving the rotational movement is avoided. This can be robust
Lager Verwendung finden, die über lange Zeiträume hinweg eine gute Fuhrung und Lenkung der Drehbewegung ermöglichen.Bearings find use that allow for long periods of time good guidance and steering of the rotational movement.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigt dieIn the following the invention will be shown schematically with reference to a Ausfuhrungsbei- game in a drawing and described below. It shows the
Figur 1 eine Schaltstelle eines elektrischen Schaltgerates in einer ersten Bewegungsphase, die Figur 2 die Schaltstelle in einer zweiten Bewegungsphase, die Figur 3 die Schaltstelle in einer dritten Bewegungsphase, die Figur 4 die Schaltstelle in einer vierten Bewegungsphase und die Figur 5 eine schematische Darstellung der Ankopplung einesFIG. 1 shows a switching point of an electrical switching device in a first movement phase, FIG. 2 shows the switching point in a second movement phase, FIG. 3 shows the switching point in a third movement phase, FIG Figure 4 shows the switching point in a fourth phase of movement and Figure 5 is a schematic representation of the coupling of a
Antriebs- und eines Abtriebselements an zwei Kur- beln.Drive element and an output element on two levers.
Im Folgenden wird zunächst anhand der Figur 1 der prinzipielle Aufbau einer Schaltstelle 1 eines elektrischen Schalt- gerates beschrieben. Die Schaltstelle 1 weist ein erstes Kon- taktstuck 2 auf. Das erste Kontaktstuck 2 ist bolzenformig ausgebildet und längs der Bolzenachse linear verschiebbar. Das erste Kontaktstuck 2 ist in einem als Schirmkorper ausgebildeten Fuhrungselement 3 gleitend gelagert. Das Fuhrungs- element 4 dient auch der elektrischen Kontaktierung des ers- ten Kontaktstuckes. Dazu sind in der Gleitbahn des Fuhrungs- elementes 4 entsprechende Kontaktierungselemente, wie Kontaktlamellen, Wurmfedern usw., angeordnet. Koaxial zur Bewegungsachse des ersten Kontaktstuckes 2 ist ein zweites Kontaktstuck 3 angeordnet. Das zweite Kontaktstuck 3 ist orts- fest gelagert und in Form eines Tulpenkontaktstuckes ausgebildet. In eine Öffnung des zweiten Kontaktstuckes 3 ist das erste Kontaktstuck 2 einfahrbar und dadurch ist zwischen den beiden Kontaktstucken 2, 3 eine galvanische Verbindung herstellbar. Abweichend von dem in der Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel einer Schaltstelle 1 kann auch vorgesehen sein, dass alternative Ausgestaltungsformen des ersten bzw. des zweiten Kontaktstuckes 2, 3 zum Einsatz gelangen und dass zwischen den beiden Kontaktstucken 2, 3 eine Relativbewegung auch dadurch hervorgerufen werden kann, indem beide Kon- taktstucke bewegbar ausgestaltet sind. Weiter kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Kontaktstuck 2 tulpen- formig und das zweite Kontaktstuck 3 bolzenformig ausgestaltet ist. Es können aber auch weitere abweichende Kontaktvarianten, wie beispielsweise Messerkontakte, Schwenkkontakte usw., zum Einsatz gelangen. Bei einer Ankopplung einer Koppel an ein schwenkbar gelagertes Kontaktstuck wirken die genutzten Anschlagmittel wie Bolzen oder Niete als Abtriebselement, die in Näherung eine lineare Bewegung ausfuhren.In the following, the basic structure of a switching point 1 of an electrical switching device will first be described with reference to FIG. The switching point 1 has a first contact piece 2. The first contact piece 2 is bolt-shaped and linearly displaceable along the pin axis. The first contact piece 2 is slidably mounted in a guide element 3 designed as an umbrella body. The guiding element 4 also serves to make electrical contact with the first contact piece. For this purpose, corresponding contacting elements, such as contact blades, worm springs, etc., are arranged in the sliding track of the guiding element 4. Coaxially to the axis of movement of the first contact piece 2, a second contact piece 3 is arranged. The second contact piece 3 is fixed in place and formed in the form of a tulip contact piece. In an opening of the second contact piece 3, the first contact piece 2 is retractable and thereby a galvanic connection can be produced between the two contact pieces 2, 3. Notwithstanding the exemplary embodiment of a switching point 1 shown in FIG. 1, it may also be provided that alternative embodiments of the first or the second contact piece 2, 3 are used and that a relative movement between the two contact pieces 2, 3 can also be caused thereby. in that both contact pieces are made movable. It can further be provided, for example, that the first contact piece 2 is tulip-shaped and the second contact piece 3 is designed bolt-shaped. But there may also be other deviating contact variants, such as knife contacts, swivel contacts etc. are used. When coupling a coupling to a pivotally mounted contact stucco act the used stop means such as bolts or rivets as an output element, which perform a linear movement in approximation.
Das erste Kontaktstuck 2 ist mittels einer Antriebseinrichtung 5 antreibbar. Im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel weist die Antriebseinrichtung 5 ein Schubkurbelgetriebe auf. Das Getriebe wird mittels eines linear verschiebbaren An- triebselementes 6 in Bewegung versetzt. Das Antriebselement 6 ist beispielsweise eine elektrisch isolierende Schaltstange, die eine längs ihrer Stangenachse ausgerichtete lineare Bewegung vollfuhren kann. Weiterhin weist die Antriebseinrichtung 5 ein Abtriebselement 7 auf, welches linear verschiebbar ge- lagert ist. Im vorliegenden Fall ist das Abtriebselement 7 zumindest teilweise durch das erste Kontaktstuck 2 gebildet. Das Abtriebselement 7 ist mittels einer ersten Koppel 7a mit einem Hebelarm einer ersten Kurbel 7b verbunden. Die erste Kurbel 7b ist um eine Achse 8 drehbar. In vergleichbarer Art und Weise ist das Antriebselement 6 über eine zweite Koppel 6a an einen Hebelarm einer zweiten Kurbel 6b angeschlagen. Die zweite Kurbel 6b ist ebenfalls um die Achse 8 drehbar. Die beiden Kurbeln 7b, 6b sind winkelsteif miteinander verbunden, so dass in einer Projektion in Richtung der Achse 8 zwischen den beiden Hebelarmen der Kurbeln 7b, 6b ein Winkel eingeschlossen ist. Der eingeschlossene Winkel weist vorteil- hafterweise ein Winkelmaß von < 90° auf. Die beiden Kurbeln 6b, 7b sind wmkelsteif miteinander verbunden, so dass der eingeschlossene Winkel dauerhaft einen konstanten Wert auf- weist. Es kann ;jedoch auch vorgesehen sein, durch geeignete Einrichtungen die Winkellage der Kurbelarme zueinander zu verandern . Im Folgenden wird anhand der m den Figuren 1 bis 4 dargestellten Bewegungsabläufe ein Einschaltvorgang sowie anschließend ein Ausschaltvorgang der Schaltstelle 1 beschrieben .The first contact piece 2 can be driven by means of a drive device 5. In the present embodiment example, the drive device 5 has a slider-crank mechanism. The transmission is set in motion by means of a linearly displaceable drive element 6. The drive element 6 is, for example, an electrically insulating shift rod which can perform a linear movement aligned along its rod axis. Furthermore, the drive device 5 has an output element 7, which is linearly displaceable GE stored. In the present case, the output element 7 is at least partially formed by the first contact piece 2. The output element 7 is connected by means of a first coupling 7a with a lever arm of a first crank 7b. The first crank 7b is rotatable about an axis 8. In a comparable manner, the drive element 6 is struck via a second coupling 6a to a lever arm of a second crank 6b. The second crank 6b is also rotatable about the axis 8. The two cranks 7b, 6b are connected to one another in an angle-rigid manner, so that an angle is included in a projection in the direction of the axis 8 between the two lever arms of the cranks 7b, 6b. The included angle advantageously has an angle of <90 °. The two cranks 6b, 7b are connected rigidly to one another, so that the included angle has a constant value permanently. However, it may also be provided to change the angular position of the crank arms relative to one another by means of suitable devices. In the following, a switch-on process and then a switch-off process of the switching point 1 will be described with reference to the m sequences shown in Figures 1 to 4.
Zu dem in der Figur 1 dargestellten Zeitpunkt befindet sich die Schaltstelle 1 noch im ausgeschalteten Zustand, d. h. das erste Kontaktstuck 2 ist in den Schirmbereich des Fuhrungs- elements 4 zurückgezogen. Bei einer Bewegung des Antriebsele- mentes 6 in Richtung des Pfeiles 9 wird die lineare Bewegung mittels der zweiten Koppel 6a auf die zweite Kurbel 6b übertragen. Mittels der zweiten Koppel 6a und der zweiten Kurbel 6b wird die translatoπsche Bewegung des Antriebselementes 6 in eine Drehbewegung umgewandelt . Die Drehbewegung erfolgt in Richtung des Uhrzeigersinns. Aufgrund der Koppelung der beiden Kurbeln 7b, 6b wird die Drehbewegung der zweiten Kurbel 6b auf die erste Kurbel 7b übertragen. Über die erste Koppel 7a wird die Drehbewegung wieder in eine lineare Bewegung umgewandelt, so dass das Abtriebselement 7 (entspricht zumin- dest teilweise dem ersten Kontaktstuck 2) in Richtung des zweiten Kontaktstuckes 3 bewegt wird. Die Linearbewegung des Abtriebselementes 7 muss dabei nicht unbedingt unmittelbar in eine lineare Bewegung des ersten Kontaktstuckes 2 munden. Es können auch weitere Elemente vorgesehen sein, die zwischen dem Abtriebselement 7 und dem ersten Kontaktstuck 2 zwischengeschaltet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein erstes Kontaktstuck beispielsweise schwenkbar gelagert ist und die Koppel beabstandet zu dem Schwenkpunkt an das zweite Kontaktstuck an das erste Kontaktstuck 2 angreift, so dass ein Antriebselement (beispielsweise ein Bolzen) nahe- rungsweise linear bewegt wird und eine Schwenkbewegung des ersten Kontaktstuckes bewirkt wird. In der Figur 2 ist der Abschluss des Einschaltvorganges dargestellt. Das Antriebselement 6 hat seine Einschaltposition eingenommen und somit befindet sich auch das erste Kontaktstuck 2 in seiner Einschaltposition. Bei einer Umkehr der Be- wegung des Antriebselementes 6 (vgl. Pfeil 9 Figur 2) erfolgt eine Drehbewegung der Kurbeln 6b, 7b im Uhrzeigersinn.At the time shown in FIG. 1, the switching point 1 is still in the switched-off state, ie, the first contact piece 2 is retracted into the screen area of the guiding element 4. When the drive element 6 moves in the direction of the arrow 9, the linear movement is transmitted to the second crank 6b by means of the second coupling 6a. By means of the second coupling 6a and the second crank 6b, the translatoπsche movement of the drive element 6 is converted into a rotational movement. The rotational movement takes place in the clockwise direction. Due to the coupling of the two cranks 7b, 6b, the rotational movement of the second crank 6b is transmitted to the first crank 7b. The rotational movement is again converted into a linear movement via the first coupling 7a, so that the output element 7 (corresponds at least partially to the first contact piece 2) is moved in the direction of the second contact piece 3. The linear movement of the output element 7 does not necessarily have to sound directly into a linear movement of the first contact piece 2. It is also possible to provide further elements which are interposed between the output element 7 and the first contact piece 2. For example, it may be provided that a first contact piece is pivotably mounted, for example, and the coupling engages the first contact piece 2 spaced from the pivot point on the second contact piece, so that a drive element (for example a bolt) is moved approximately linearly and a pivoting movement takes place of the first contact piece is effected. FIG. 2 shows the completion of the switch-on process. The drive element 6 has assumed its switch-on position and thus also the first contact piece 2 is in its switch-on position. When the movement of the drive element 6 is reversed (see arrow 9, FIG. 2), the cranks 6b, 7b rotate in a clockwise direction.
Mit dem weiteren Voranschreiten der Bewegung des Antriebselementes 6 erfolgt eine Umkehr der Bewegung des ersten Kontakt- Stuckes 2. Dadurch wird eine Ausschaltbewegung initiiert. Mit dem weiteren Fortschreiten der Bewegung des Antriebselementes 6 (vgl. Figuren 3 und 4) wird das erste Kontaktstuck 2 wieder in die in der Figur 1 dargestellte Ausschaltposition der Schaltstelle 1 zuruckbewegt . Wird nunmehr der Richtungssinn der Bewegung des Antriebselementes 6 umgekehrt, wird das erste Kontaktstuck 2 wiederum in Richtung des zweiten Kontaktstuckes 3 bewegt. Es beginnt eine Einschaltsequenz wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt.With the further progress of the movement of the drive element 6, a reversal of the movement of the first contact piece 2 takes place. This initiates a switch-off movement. With the further progression of the movement of the drive element 6 (cf., FIGS. 3 and 4), the first contact piece 2 is moved back again into the switch-off position of the switching point 1 shown in FIG. If now the sense of direction of the movement of the drive element 6 is reversed, the first contact piece 2 is again moved in the direction of the second contact piece 3. It starts a power up sequence as shown in Figures 1 and 2.
Die in den Figuren 3 und 4 Lagen gezeigten stellenThe positions shown in Figures 3 and 4 positions
Ruhepositionen dar. Je nach Bedarf können jedoch auch andere Lagen als Ruhepositionen definiert werden, zu welchen die Kurbeln 6b, 7b bewegungslos in Ruhe verharren.Rest positions. Depending on requirements, however, other positions can be defined as rest positions to which the cranks 6b, 7b remain motionless at rest.
Zu beachten ist, dass wahrend der Bewegungen des ersten Kontaktstuckes 2 eine Drehung der Kurbeln 6b, 7b stets in Richtung des Uhrzeigersinns erfolgt.It should be noted that during the movements of the first contact piece 2, a rotation of the cranks 6b, 7b always takes place in the clockwise direction.
Die Figur 5 zeigt eine Möglichkeit der konstruktiven Ausge- staltung der beiden Kurbeln 6b, 7b in Form einer Kurbelwelle. Symbolisch sind die Koppeln 7a, 6a an die Kurbeln 7b, 6b nach Art eines Pleuels angeschlagen. FIG. 5 shows a possibility of constructive design of the two cranks 6b, 7b in the form of a crankshaft. Symbolically, the coupling 7a, 6a are struck to the cranks 7b, 6b in the manner of a connecting rod.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltstelle (1) eines elektrischen Schaltgerates mit einem ersten mittels einer Antriebseinrichtung (5) relativ zu einem zweiten Kontaktstuck (3) bewegbaren Kontaktstuck (2) , wobei die Antriebseinrichtung (5) ein Getriebe mit einem na- herungsweise linear beweglichen Antriebselement (6) und einem Abtriebselement (7) mit einer ersten Koppel (7a) aufweist, die eine Drehbewegung einer ersten Kurbel (7b) in eine nahe- rungsweise lineare Bewegung wandelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Antriebselement (6) eine zweite Koppel (6a) aufweist, die die naherungsweise lineare Bewegung des Antriebselementes (6) in eine Drehbewegung einer zweiten Kurbel (6b) wandelt und zur Übertragung einer Drehbewegung die erste und die zweite Kurbel (7b, 6b) miteinander in Wirkverbindung stehen.1. switching point (1) of an electrical switching device having a first by means of a drive device (5) relative to a second contact piece (3) movable contact piece (2), wherein the drive means (5) comprises a transmission with a approximately linearly movable drive element (6 ) and an output element (7) having a first coupling (7a) which converts a rotational movement of a first crank (7b) into an approximately linear movement, characterized in that the drive element (6) has a second coupling (6a), which converts the approximately linear movement of the drive element (6) into a rotational movement of a second crank (6b) and the first and the second crank (7b, 6b) are in operative connection with each other for transmitting a rotational movement.
2. Schaltstelle (1) 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 erste und die zweite Kurbel (7b, 6b) jeweils um eine2. switching point (1) according to claim 1, d a d u r c h e k e n e c i n e s in that the first and the second crank (7 b, 6 b) in each case by a
Drehachse (8) drehbar sind, wobei die Drehachsen (8) koaxial zueinander ausgerichtet sind.Rotary axis (8) are rotatable, wherein the axes of rotation (8) are aligned coaxially with each other.
3. Schaltstelle (1) 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 beiden Kurbeln (7b, 6b) winkelsteif miteinander verbunden sind .3. switching point (1) according to claim 1 or 2, d a d u r c h e k e n e c i n e in that the two cranks (7 b, 6 b) are connected to each other with angular stiffness.
4. Schaltstelle (1) 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 die Kurbeln (7b, 6b) um die Drehachsen (8) endlos in ein und derselben Richtung drehbar sind.4. Switching point (1) according to one of claims 1 to 3, d a d e r c h e c e n e c e in that the cranks (7 b, 6 b) about the axes of rotation (8) are endlessly rotatable in one and the same direction.
5. Schaltstelle (1) 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 die Kurbelarme der Kurbeln (7b, 6b) gleich lang sind.5. switching point (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the crank arms of the cranks (7b, 6b) are of equal length.
6. Schaltstelle (1) 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 die Kurbelarme der Kurbeln (7b, 6b) verschieden lang sind.6. switching point (1) according to one of claims 1 to 4, d a d e r c h e c e n e c e s in that the crank arms of the cranks (7 b, 6 b) have different lengths.
7. Schaltstelle (1) 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 bei einer Projektion in Richtung der Drehachse (8) ein sich zwischen den Kurbelarmen aufspannendem Winkel ein Winkelmaß kleiner oder gleich 90° aufweist.7. Switching point (1) according to one of claims 1 to 6, d a d e r c h e c e n e c e s in that a projection spanning between the crank arms has an angle smaller than or equal to 90 ° in a projection in the direction of the axis of rotation (8).
8. Schaltstelle (1) 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 Schaltstelle (1) in einem einen Einschaltwiderstand aufweisenden, parallel zu einer Schaltstrecke eines Hochspan- nungs-Leistungsschalters angeordneten Strompfad verschaltet ist.8. Switching point (1) according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h e c e n e c e s in that a switching path (1) is connected in a current path having a starting resistance, arranged parallel to a switching path of a high-voltage circuit breaker current path.
9. Verfahren zum Bewegen eines ersten mittels einer Antriebseinrichtung (5) relativ zu einem zweiten Kontaktstuck (3) bewegbaren Kontaktstuckes (2) einer Schaltstelle (1) eines elektrischen Schaltgerates , wobei die Antriebseinrich- tung (5) ein Getriebe mit einem naherungsweise linear beweglichen Antriebselement (6) und einem Abtriebselement (7) mit einer ersten Koppel (7a) aufweist, die eine Drehbewegung einer ersten Kurbel (7b) in eine naherungsweise lineare Bewegung wandelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sowohl zur Erzeugung einer Einschaltbewegung als auch zur Erzeugung einer Ausschaltbewegung die erste Kurbel (7b) in die gleiche Richtung gedreht wird. 9. A method for moving a first by means of a drive device (5) relative to a second contact piece (3) movable Kontaktstuckes (2) a switching point (1) of an electrical Schaltgerates, wherein the Antriebseinrich- device (5) a gear with a nearly linearly movable Drive element (6) and an output element (7) having a first coupling (7a), which converts a rotational movement of a first crank (7b) in a approximately linear movement, characterized in that both for generating a switch-on as well as for generating a switch-off the first crank (7b) is rotated in the same direction.
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