DE102010050264A1

DE102010050264A1 - Mechanical switch for an on-load tap-changer

Info

Publication number: DE102010050264A1
Application number: DE102010050264A
Authority: DE
Inventors: Silke Wrede; Klaus Höpfl; Wolfgang Albrecht
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-05-03
Also published as: DE202010017792U1; CN203250656U; WO2012059164A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mechanischen Schalter zum Herstellen und Lösen von elektrischen Verbindungen. Der mechanische Schalter umfasst eine Antriebseinheit mit einer um eine lineare Achse rotierenden treibenden Welle und mindestens einem drehfest oder auch über Freilauf mit der treibenden Welle verbundenen Treiber eines Schrittgetriebes Weiter sind an vordefinierten Positionen entlang des Außenumfangs des Treibers des Schrittgetriebes Betätigungselemente (Nocken, Rollen usw.) angeordnet Der mechanische Schalter umfasst weiter mindestens ein auf einer zweiten Welle angeordnetes getriebenes Element des Schrittgetriebes (Rollenstern, Sternrad, Malteserrad usw.), das mit jeweils mindestens einem beweglichen elektrischen Kontaktelement zusammenwirkt. Der Umschaltvorgang des mechanischen Schalters kann unabhängig von der Drehrichtung der treibenden Welle erfolgen. Es ist nun vorgesehen, dass bei einer Rotationsbewegung der treibenden Welle um einen vordefinierten Winkel das wenigstens eine treibende Element mit der Schrittschalteinheit derart zusammenwirkt, dass eine Rotationsbewegung der wenigstens einen getriebenen Welle um einen definierten Drehwinkel erfolgt, wobei das erste bewegliche elektrische Kontaktelement mit einem ersten feststehenden elektrischen Kontaktelement und/oder mit zweiten bzw. weiteren feststehenden elektrischen Kontaktelementen elektrisch leitend in Verbindung steht oder eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten beweglichen elektrischen Kontaktelement und dem ersten feststehenden elektrischen Kontaktelement und/oder zweiten bzw. weiteren feststehenden elektrischen Kontaktelementen gelöst ist.The present invention relates to a mechanical switch for establishing and releasing electrical connections. The mechanical switch comprises a drive unit with a driving shaft rotating about a linear axis and at least one driver of a stepping gear which is connected to the driving shaft in a rotationally fixed manner or also via free-wheeling. ) arranged The mechanical switch further comprises at least one driven element of the stepping gear (roller star, star wheel, Maltese wheel, etc.) arranged on a second shaft, which interacts with at least one movable electrical contact element. The mechanical switch can be switched independently of the direction of rotation of the driving shaft. It is now provided that when the driving shaft rotates by a predefined angle, the at least one driving element interacts with the stepping unit such that the at least one driven shaft rotates by a defined angle of rotation, the first movable electrical contact element having a first fixed electrical contact element and / or is electrically conductively connected to second or further fixed electrical contact elements or an electrically conductive connection between the first movable electrical contact element and the first fixed electrical contact element and / or second or further fixed electrical contact elements is released.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mechanischen Schalter zum Herstellen und Lösen von elektrischen Verbindungen. Der mechanische Schalter umfasst eine Antriebseinheit mit einer um eine lineare Achse rotierenden treibenden Welle und mindestens einem drehfest oder auch über Freilauf mit der treibenden Welle verbundenen Treiber eines Schrittgetriebes. Weiter sind an vordefinierten Positionen entlang des Außenumfangs des Treibers des Schrittgetriebes Betätigungselemente (Nocken, Rollen usw.) angeordnet. Der mechanische Schalter umfasst weiter mindestens ein auf einer zweiten Welle angeordnetes getriebenes Element des Schrittgetriebes (Rollenstern, Sternrad, Malteserrad usw.), das mit jeweils mindestens einem beweglichen elektrischen Kontaktelement zusammenwirkt. Der Umschaltvorgang des mechanischen Schalters kann unabhängig von der Drehrichtung der treibenden Welle erfolgen.The present invention relates to a mechanical switch for making and breaking electrical connections. The mechanical switch comprises a drive unit with a driving shaft which rotates about a linear axis and at least one driver of a step transmission which is rotationally fixed or also connected via freewheeling to the driving shaft. Further, actuators (cams, rollers, etc.) are arranged at predefined positions along the outer periphery of the driver of the indexer. The mechanical switch further comprises at least one arranged on a second shaft driven element of the step transmission (roller star, star wheel, Geneva wheel, etc.), which cooperates with at least one movable electrical contact element. The switching operation of the mechanical switch can be independent of the direction of rotation of the driving shaft.

Aus dem Stand der Technik sind bereits mechanische Schalter bekannt. So offenbart beispielsweise die WO 2007/042088 A1 einen Schalter, bei dem ein elektrischer Kontakt über die Betätigung eines Schalthebels geschlossen werden kann. Mehrere dieser Schalter können im Rahmen dieser Offenbarung zu einer Schalteinheit zusammengefasst sein. Soll ein elektrischer Kontakt geschlossen werden, so muss eine vordefinierte Stellbewegung des Schalters erfolgen.Mechanical switches are already known from the prior art. For example, the WO 2007/042088 A1 a switch in which an electrical contact via the operation of a shift lever can be closed. Several of these switches can be combined into a switching unit in the context of this disclosure. If an electrical contact is to be closed, then a predefined setting movement of the switch must take place.

Die vorrangige Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einfach aufgebauten mechanischen Schalter zur Verfügung zu stellen, der auf möglichst unkomplizierte aber zuverlässige Weise funktioniert, der unabhängig von der Schaltrichtung ist und zudem die Schaltreihenfolge variierbar macht.The primary object of the invention is to provide a simple mechanical switch available that works in the simplest possible but reliable way, which is independent of the switching direction and also makes the switching sequence variable.

Diese Aufgabe wird durch einen mechanischen Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So sieht die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe einen mechanischen Schalter zum Herstellen und Lösen von elektrischen Verbindungen vor.This object is achieved by a mechanical switch with the features of claim 1. Features of advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims. Thus, the invention provides for solving the above problem, a mechanical switch for the manufacture and release of electrical connections.

Der mechanische Schalter umfasst eine Antriebseinheit mit einer um eine lineare Achse rotierenden treibenden Welle und mindestens einem drehfest oder auch über Freilauf mit der treibenden Welle verbundenen Treiber eines Schrittgetriebes. Der Treiber kann als Kreisscheibe ausgebildet und in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konzentrisch zur treibenden Welle ausgerichtet sein. Durch die drehfeste oder mit Freilauf ausgeführte Verbindung der treibenden Welle mit dem Treiber kann mit einer Rotationsbewegung der treibenden Welle eine Rotationsbewegung des Treibers ausgelöst werden.The mechanical switch comprises a drive unit with a driving shaft which rotates about a linear axis and at least one driver of a step transmission which is rotationally fixed or also connected via freewheeling to the driving shaft. The driver may be formed as a circular disk and, in a preferred embodiment of the present invention, be concentric with the driving shaft. By the non-rotatable or running with freewheel connection of the driving shaft with the driver can be triggered with a rotational movement of the driving shaft rotational movement of the driver.

Weiter sind an vordefinierten Positionen entlang des Außenumfangs des Treibers Betätigungselemente (Nocken, Rollen usw.) angeordnet. Hierbei ist mindestens ein Betätigungselement vorhanden, jedoch sind in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mehrere Betätigungselemente entlang des Außenumfangs des Treibers angeordnet Damit wird ermöglicht, dass mehrere auf parallelen Achsen im selben Teilkreis angeordnete, gleichartige Schalteinheiten synchron oder auch um einen definierten Winkel versetzt betätigt werden können. In der vorliegenden Ausführung ist vorzugsweise ein Kurvenscheibenschrittgetriebe beschrieben; es können aber auch andere Schrittgetriebe wie z. B. Sternradgetriebe, Maltesergetriebe oder ähnliche zur Anwendung kommen. Der mögliche Freilauf des Treibers an der treibenden Welle ermöglicht eine Verzögerung der Schalterbetätigung bei DrehrichtungswechselFurther, actuators (cams, rollers, etc.) are arranged at predefined positions along the outer circumference of the driver. In this case, at least one actuating element is present, however, in preferred embodiments of the present invention, a plurality of actuating elements along the outer periphery of the driver arranged This makes it possible that a plurality of parallel axes arranged in the same pitch circle, similar switching units synchronously or offset by a defined angle can be actuated , In the present embodiment, a cam gear is preferably described; but it can also other stepper such. B. Sternradgetriebe, Maltese gear or the like are used. The possible freewheeling of the driver on the driving shaft allows a delay of the switch operation when changing direction

Durch Anordnung weiterer Schrittgetriebeeinheiten auf den gleichen Achsen können beliebig viele separate erfindungsgemäße Schalter in unterschiedlichen Ausprägungen ggf. mit oder ohne Freilauf übereinander angeordnet werden. Alle diese Schalter können durch Drehbewegung der gemeinsamen Antriebseinheit betätigt werdenBy arranging further stepping gear units on the same axes as many separate switch according to the invention can be arranged in different forms, possibly with or without freewheeling one above the other. All these switches can be actuated by rotational movement of the common drive unit

Erfindungsgemäß erfolgt bei einer Rotationsbewegung der treibenden Welle um einen vordefinierten Winkel eine Rotationsbewegung der getriebenen Welle bzw. der Mehrzahl von getriebenen Wellen um einen definierten und möglicherweise gleichen, jedoch normalerweise aufgrund der dabei vorhandenen Übersetzungsverhältnisse voneinander abweichenden Drehwinkel, so dass das erste elektrische Kontaktelement mit einem zweiten elektrischen Kontaktelement elektrisch leitend in Verbindung steht oder eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Kontaktelement und dem zweiten elektrischen Kontaktelement gelöst ist. Die Erfindung soll nicht auf das Lösen und/oder Verbinden einzig zweier elektrischer Kontakte beschränkt sein. Vielmehr können mehrere elektrische Kontaktelemente vorhanden sein, so dass das erste Kontaktelement und/oder weitere Kontaktelemente mit dem zweiten Kontaktelement und/oder weiteren Kontaktelementen während einer Rotationsbewegung der zweiten Welle miteinander in Verbindung gebracht werden.According to the rotational movement of the driven shaft or the plurality of driven waves to a defined and possibly the same, but usually due to the existing gear ratios differing rotational angle, so that the first electrical contact element with a rotational movement of the driving shaft by a predefined angle second electrical contact element is electrically conductively connected or an electrically conductive connection between the first electrical contact element and the second electrical contact element is dissolved. The invention should not be limited to the release and / or connecting only two electrical contacts. Rather, a plurality of electrical contact elements may be present, so that the first contact element and / or further contact elements with the second contact element and / or further contact elements during a rotational movement of the second shaft are brought together.

Der vordefinierte Winkel der treibenden Welle kann in einer vorteilhaften Variante bspw. 120 Grad betragen. Der definierte Winkel, um den die erste getriebene Welle und/oder die zweite getriebene Welle bei einer 120°-Verdrehung der treibenden Welle verdreht wird, kann bspw. 90 Grad betragen. So können mehrere elektrische Kontakte um jeweils 90° versetzt um die Rotationsachse der zweiten Welle angeordnet sein, so dass mittels des ersten und/oder weiteren elektrischen Kontakten durch eine Drehbewegung der getriebenen Wellen um 90° ein oder mehrere elektrische Kontakte verbunden oder gelöst werden können.The predefined angle of the driving shaft can be, for example, 120 degrees in an advantageous variant. The defined angle by which the first driven shaft and / or the second driven shaft is rotated at a 120 ° rotation of the driving shaft may, for example, be 90 degrees. So a plurality of electrical contacts can be arranged offset by 90 ° about the axis of rotation of the second shaft, so that by means of the first and / or further electrical contacts by a rotational movement of the driven shafts by 90 ° one or more electrical contacts can be connected or disconnected.

In die Schrittgetriebe integrierte Sperrkonturen greifen formschlüssig ineinander und vermeiden das unbeabsichtigte Lösen bzw. Schließen zweier elektrischer Verbindungen zwischen den Schaltvorgängen. Besonders vorteilhaft in der vorliegenden Ausführung mit Kurvenscheibenschrittgetriebe ist die aufeinander abrollende Relativbewegung der formschlüssig ineinander greifenden Sperrelemente, wodurch Reibung und Verschleiß minimiert werden.Locking contours integrated into the indexing gear interlock positively and avoid unintentional loosening or closing of two electrical connections between the switching operations. Particularly advantageous in the present embodiment with cam gear step gear is the rolling relative to each other movement of the form-fitting interlocking locking elements, whereby friction and wear are minimized.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung der beschriebenen Zeichnungen näher erläutertThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments using the drawings described

1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines mechanischen Schalters. 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a mechanical switch.

2 zeigt eine Perspektivansicht einer Anordnung von elektrischen Kontaktelementen einer Ausführungsform eines mechanischen Schalters der vorliegenden Erfindung. 2 shows a perspective view of an arrangement of electrical contact elements of an embodiment of a mechanical switch of the present invention.

3 zeigt eine weitere Perspektivansicht einer Anordnung von elektrischen Kontaktelementen einer Ausführungsform eines mechanischen Schalters der vorliegenden Erfindung nach einer Rotationsbewegung einer getriebenen Welle. 3 FIG. 12 shows another perspective view of an arrangement of electrical contact elements of one embodiment of a mechanical switch of the present invention after rotational movement of a driven shaft. FIG.

4 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung von elektrischen Kontaktelementen einer Ausführungsform eines mechanischen Schalters der vorliegenden Erfindung. 4 shows a plan view of an arrangement of electrical contact elements of an embodiment of a mechanical switch of the present invention.

5 zeigt verschiedene Möglichkeiten, elektrische Kontaktelemente eines erfindungsgemäßen mechanischen Schalters zu schalten. 5 shows various ways to switch electrical contact elements of a mechanical switch according to the invention.

Die 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines mechanischen Schalters 1. Der mechanische Schalter 1 umfasst eine Antriebseinheit 3 mit einer um eine lineare Achse A rotierenden treibenden Welle 13. Weiter ist an der treibenden Welle 13 ein erster Schrittschaltgetriebetreiber 5, 7 und ein zweiter Schrittschaltgetriebetreiber 9, 11 angeordnet. Die Schrittschaltgetriebetreiber 5/7 und 9/11 sind drehfest mit der treibenden Welle 13 der Antriebseinheit 3 verbunden. An jeder der Schrittschaltgetriebetreiber 5/7 und 9/11 sind entlang des Außenumfangs in 120°-Winkel versetzt treibende Elemente 16, hier in Gestalt von Stellnocken, angeordnet. Weiter umfasst der mechanische Schalter 1 eine mit den treibenden Elementen 16 der Schrittschaltgetriebetreiber 5/7 und 9/11 zusammenwirkende Schrittschalteinheit 4 mit einer ersten getriebenen Welle 15. An der ersten getriebenen Welle 15 ist ein erstes bewegliches elektrisches Kontaktelement 17 (siehe hierzu 2, 3 und 4) angeordnet. Ferner sind fest mit der ersten getriebenen Welle 15 Rollensterne 25 verbunden. Bei einer Rotationsbewegung der treibenden Welle 13 um die lineare Achse A wird ein Drehmoment bzw. eine rotatorische Stellbewegung über die treibenden Elemente 16 an die Rollensterne 25 weitergegeben, so dass die erste getriebene Welle 15 um die lineare Achse B rotierend in Bewegung versetzt wird. Vorliegend wird die erste getriebene Welle 15 um 90° bei einer Drehung der treibenden Welle 13 um 120° rotierend bewegt. Durch die Rotationsbewegung der ersten getriebenen Welle 15 kann ein erstes bewegliches elektrisches Kontaktelement 17 mit einem ersten feststehenden elektrischen Kontaktelement 19 und/oder ein zweites bewegliches elektrisches Kontaktelement 21 mit zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelementen 23 leitend in Verbindung gebracht werden (siehe hierzu 2, 3 und 4). Das zweite bewegliche elektrische Kontaktelement 21 kann an einer optional zu verstehenden zweiten getriebenen Welle 31 angeordnet sein. Die zweite getriebene Welle 31 kann sich auf der gleichen Rotationsachse B wie die erste getriebene Welle 15 befinden, ist jedoch von dieser entkoppelt, um unabhängige Schaltzustände realisieren zu können. Die Drehmomentübertragung bzw. Stellbewegung an die zweite getriebene Welle 31 erfolgt in der gezeigten Ausführungsform über die unteren Schrittschaltgetriebetreiber 9/11. Die Drehmomentübertragung an die erste getriebene Welle 15 erfolgt in der gezeigten Ausführungsform über die oberen Schrittschaltgetriebetreiber 5/7.The 1 shows a perspective view of an embodiment of a mechanical switch 1 , The mechanical switch 1 includes a drive unit 3 with a driving shaft rotating about a linear axis A. 13 , Next is the driving wave 13 a first stepper driver 5 . 7 and a second stepper driver 9 . 11 arranged. The stepper driver 5 / 7 and 9 / 11 are non-rotatable with the driving shaft 13 the drive unit 3 connected. At each of the stepper driver 5 / 7 and 9 / 11 are along the outer periphery in 120 ° angle offset driving elements 16 , here in the form of parking cams, arranged. Next includes the mechanical switch 1 one with the driving elements 16 the stepper driver 5 / 7 and 9 / 11 cooperating stepping unit 4 with a first driven shaft 15 , At the first driven wave 15 is a first movable electrical contact element 17 (see also 2 . 3 and 4 ) arranged. Further, are stuck with the first driven shaft 15 roll star 25 connected. In a rotational movement of the driving shaft 13 around the linear axis A is a torque or a rotary actuating movement via the driving elements 16 to the roller stars 25 passed, so the first driven wave 15 is rotated about the linear axis B in motion. Present is the first driven shaft 15 by 90 ° with a rotation of the driving shaft 13 rotated by 120 °. By the rotational movement of the first driven shaft 15 may be a first movable electrical contact element 17 with a first fixed electrical contact element 19 and / or a second movable electrical contact element 21 with second fixed electrical contact elements 23 be associated conductively (see 2 . 3 and 4 ). The second movable electrical contact element 21 can be connected to an optional second driven shaft 31 be arranged. The second driven wave 31 can be on the same axis of rotation B as the first driven shaft 15 are, however, decoupled from this in order to realize independent switching states. The torque transmission or adjusting movement to the second driven shaft 31 takes place in the embodiment shown via the lower stepping gear drivers 9 / 11 , The torque transmission to the first driven shaft 15 takes place in the embodiment shown via the upper stepping gear drivers 5 / 7 ,

Die schematische Darstellung der 2 zeigt eine Perspektivansicht einer Anordnung der zuvor anhand der 1 erläuterten elektrischen Kontaktelementen 17, 19, 22 und 23 des mechanischen Schalters 1. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten beweglichen elektrischen Kontaktelement 17 und dem ersten feststehenden elektrischen Kontaktelement 19 ist vorliegend gelöst bzw. unterbrochen. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten beweglichen elektrischen Kontaktelement 17 und einem zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelement 23 ist vorliegend hergestellt. Das erste feststehende elektrische Kontaktelement 19 und die weiteren bzw. zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 sind an Stromschienen 27 angeordnet. Die starren Stromschienen 27 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material. Ferner ist ein zweites bewegliches elektrisches Kontaktelement 21 vorhanden, welches mit zwei der weiteren bzw. zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 elektrisch leitend in Verbindung steht. Das erste feststehende elektrische Kontaktelement 19 und die weiteren bzw. zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 sind in der gezeigten Ausführungsform über Schraubverbindungen 29 an den Stromschienen 27 angeordnet und befestigt. Das erste bewegliche elektrische Kontaktelement 17 folgt aufgrund seiner drehfesten Verbindung synchron der Rotationsbewegung der ersten getriebenen Welle 15. Das zweite bewegliche elektrische Kontaktelement 21 folgt aufgrund seiner drehfesten Verbindung synchron der Rotationsbewegung der zweiten getriebenen Welle 31 (siehe hierzu 1) Die Rotationsbewegung des ersten beweglichen elektrischen Kontaktelementes 17 kann somit unabhängig von der Rotationsbewegung des zweiten beweglichen elektrischen Kontaktelementes 21 erfolgen. Das zweite und/oder weitere elektrische Kontaktelemente 19 und 21 können hinsichtlich ihrer geometrischen und funktionellen Ausgestaltung derart beschaffen sein, dass sie ggf. mehrere Stromschienen 27 miteinander verbinden.The schematic representation of 2 shows a perspective view of an arrangement previously with reference to the 1 explained electrical contact elements 17 . 19 . 22 and 23 of the mechanical switch 1 , The electrically conductive connection between the first movable electrical contact element 17 and the first fixed electrical contact element 19 is here solved or interrupted. The electrically conductive connection between the first movable electrical contact element 17 and a second fixed electrical contact element 23 is manufactured in the present case. The first fixed electrical contact element 19 and the further or second fixed electrical contact elements 23 are on power rails 27 arranged. The rigid busbars 27 consist of electrically conductive material. Further, a second movable electrical contact element 21 present, which with two of the other or second fixed electrical contact elements 23 electrically conductively connected. The first fixed electrical contact element 19 and the further and second fixed electrical contact elements 23 are in the embodiment shown via screw 29 at the power rails 27 arranged and fastened. The first movable electrical contact element 17 follows due to its rotationally fixed connection synchronously the rotational movement of the first driven shaft 15 , The second movable electrical contact element 21 follows due to its rotationally fixed connection synchronously the rotational movement of the second driven shaft 31 (see also 1 ) The rotational movement of the first movable electrical contact element 17 can thus be independent of the rotational movement of the second movable electrical contact element 21 respectively. The second and / or further electrical contact elements 19 and 21 may be such in terms of their geometric and functional design that they possibly multiple busbars 27 connect with each other.

Die schematische Perspektivdarstellung der 3 zeigt eine weitere Schaltstellung der elektrischen Kontaktelementen 17, 19, 21 und 23 des mechanischen Schalters 1 nach einer Rotationsbewegung der ersten getriebenen Welle 15 um einen Drehwinkel von 90 Grad Das erste bewegliche elektrische Kontaktelement 17 steht leitend mit dem ersten feststehenden elektrischen Kontaktelement 19 in Verbindung. Im Vergleich zur 2 ist in 3 nun eine Rotationsbewegung der ersten getriebenen Welle 15 und damit des ersten beweglichen elektrischen Kontaktelementes 17 um die in 1 gezeigte vertikale Achse B um 90° erfolgt. Da die erste getriebene Welle 15 und die zweite getriebene Welle 31 unabhängig voneinander rotieren können, ist in 3 keine Rotationsbewegung der zweiten getriebenen Welle 31 und des drehfest damit verbundenen zweiten beweglichen elektrischen Kontaktelementes 21 erfolgt.The schematic perspective view of 3 shows a further switching position of the electrical contact elements 17 . 19 . 21 and 23 of the mechanical switch 1 after a rotational movement of the first driven shaft 15 by a rotation angle of 90 degrees The first movable electrical contact element 17 is conductive with the first fixed electrical contact element 19 in connection. In comparison to 2 is in 3 now a rotational movement of the first driven shaft 15 and thus the first movable electrical contact element 17 around the in 1 vertical axis B shown by 90 °. Because the first driven shaft 15 and the second driven shaft 31 can rotate independently of each other is in 3 no rotational movement of the second driven shaft 31 and the rotatably connected second movable electrical contact element 21 he follows.

Die Darstellung der 4 zeigt eine Draufsicht auf die bereits zuvor beschriebene beispielhafte Anordnung der beweglichen und feststehenden elektrischen Kontaktelementen 17, 19, 21 und 23 des mechanischen Schalters 1. Der erste bewegliche elektrische Kontakt 17 steht mit dem ersten feststehenden elektrischen Kontakt 19 sowie dem zweiten feststehenden elektrischen Kontakt 23 elektrisch leitend in Verbindung. Der mit dem ersten beweglichen elektrischen Kontakt 17 in Verbindung stehende erste feststehende elektrische Kontakt 19 ist an zwei der vier im 90°-Winkel regelmäßig angeordneten Stromschienen 27 angeordnet und mittels Verschraubungen befestigt.The presentation of the 4 shows a plan view of the previously described exemplary arrangement of the movable and fixed electrical contact elements 17 . 19 . 21 and 23 of the mechanical switch 1 , The first moving electrical contact 17 stands with the first fixed electrical contact 19 and the second fixed electrical contact 23 electrically conductive. The one with the first moving electrical contact 17 related first fixed electrical contact 19 is at two of the four regularly arranged at 90 ° angle busbars 27 arranged and fastened by means of screwing.

Die schematisch gezeichneten Schaltbilder der 5 zeigen verschiedene Möglichkeiten, elektrische Kontaktelemente 17, 19 und 23 gemäß der vorliegenden Erfindung zu schalten. Im Hinblick auf die erste Schaltanordnung 33 können die ersten beweglichen elektrische Kontaktelemente 17 selektiv mit den ersten feststehenden elektrischen Kontaktelementen 19 oder zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelementen 23 geschaltet werden. Die unteren der beiden zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 sind miteinander elektrisch leitend verbunden. Dies kann beispielsweise über die Anordnung an einer gemeinsamen Stromschiene 27, wie beispielsweise in 2 gezeigt, erfolgen. Dargestellt ist zudem eine zweite Schaltanordnung 35, die gelöste elektrische Verbindungen 43 aufweist. Die dritte Schaltanordnung 37 zeigt eine weitere alternative Schaltanordnung, bei der die beiden unteren zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 miteinander leitend verbunden sind, während zwischen den beiden oberen zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelementen 23 keine leitende Verbindung hergestellt ist. In der vierten gezeigten Schaltanordnung 39 sind die beiden oberen zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelemente 23 elektrisch leitend miteinander verbunden, während zwischen den beiden unteren zweiten feststehenden elektrischen Kontaktelementen 23 keine elektrisch leitende Verbindung vorhanden ist.The schematically drawn circuit diagrams of 5 show various possibilities, electrical contact elements 17 . 19 and 23 switch according to the present invention. With regard to the first switching arrangement 33 may be the first movable electrical contact elements 17 selectively with the first fixed electrical contact elements 19 or second fixed electrical contact elements 23 be switched. The lower of the two second fixed electrical contact elements 23 are electrically connected to each other. This can be done, for example, via the arrangement on a common busbar 27 , such as in 2 shown, done. Shown is also a second switching arrangement 35 , the dissolved electrical connections 43 having. The third switching arrangement 37 shows a further alternative switching arrangement, in which the two lower second fixed electrical contact elements 23 are conductively connected to each other while between the two upper second fixed electrical contact elements 23 no conductive connection is made. In the fourth shown switching arrangement 39 are the two upper second fixed electrical contact elements 23 electrically connected to each other, while between the two lower second fixed electrical contact elements 23 no electrically conductive connection is present.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Mechanischer SchalterMechanical switch
33: Antriebseinheitdrive unit
44: SchrittschalteinheitIndexing assembly
5/75.7: erster Schrittschaltgetriebetreiberfirst stepper driver
9/119.11: zweiter Schrittschaltgetriebetreibersecond stepper driver
1313: treibende Welledriving wave
1515: erste getriebene Wellefirst driven shaft
1616: treibendes Elementdriving element
1717: erstes bewegliches elektrisches Kontaktelementfirst movable electrical contact element
1919: erstes feststehendes elektrisches Kontaktelementfirst fixed electrical contact element
2121: zweites bewegliches elektrisches Kontaktelementsecond movable electrical contact element
2323: zweites bzw. weiteres feststehendes elektrisches Kontaktelementsecond or further fixed electrical contact element
2525: Rollensternroll star
2727: Stromschieneconductor rail
2929: Schraubverbindungscrew
3131: zweite getriebene Wellesecond driven shaft
3333: Erste SchaltanordnungFirst switching arrangement
3535: Zweite SchaltanordnungSecond switching arrangement
3737: Dritte SchaltanordnungThird switching arrangement
3939: Vierte SchaltanordnungFourth switching arrangement
4343: Gelöste elektrische VerbindungDisconnected electrical connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/042088 A1 [0002]

Claims

Mechanical switch ( 1 ) for producing and releasing electrical connections and / or for switching between different electrical connections, in particular for an on-load tap-changer, comprising - a drive unit ( 3 ) with a rotating about a linear axis driving shaft ( 13 ) and at least one rotationally fixed with the driving shaft ( 13 ) connected stepper driver ( 5 . 7 . 9 . 11 ) and at predefined positions along an outer circumference of the stepper driver ( 5 . 7 . 9 . 11 ) arranged driving elements ( 16 ), and - at least one with the driving elements ( 16 ) the stepper driver ( 5 . 7 . 9 . 11 ) interacting stepping unit ( 4 ) with at least one driven shaft ( 15 . 31 ) with at least one at the driven time ( 15 ; 31 ) arranged first movable electrical contact element ( 17 ), wherein during a rotational movement of the driving shaft ( 13 ) by a predefined angle the at least one driving element ( 16 ) with the stepping unit ( 4 ) cooperates such that a rotational movement of the at least one driven shaft ( 15 ; 31 ) is performed by a defined angle of rotation, wherein the first movable electrical contact element ( 17 ) with a first fixed electrical contact element ( 19 ) and / or with second or further fixed electrical contact elements ( 23 ) is electrically conductively connected or an electrically conductive connection between the first movable electrical contact element ( 17 ) and the first fixed electrical contact element ( 19 ) and / or second or further fixed electrical contact elements ( 23 ) is solved.

Mechanical switch according to claim 1, wherein the drive unit ( 3 ) at least one with the driving shaft ( 13 ) rotatably connected first stepping gear driver ( 5 / 7 ) with driving elements arranged at predefined positions along the outer circumference ( 16 ) and wherein during rotational movement of the driving shaft ( 13 ) by another predefined angle the driving element ( 16 ) of the first stepping gear driver ( 5 / 7 ) with the stepping unit ( 4 ) cooperates such that a rotational movement of the driven shaft ( 15 ) is performed by a defined angle of rotation, wherein the first movable electrical contact element ( 17 ) with the first fixed electrical contact element ( 19 ) is electrically conductively connected or an electrically conductive connection between the first ( 17 ) and the second electrical contact element ( 19 ) is solved

Mechanical switch according to claim 1 or claim 2, wherein the stepping unit ( 4 ) a second driven shaft ( 31 ) with second movable electrical contact ( 21 ) and the drive unit ( 3 ) a rotationally fixed with the driving shaft ( 13 ) connected second stepper driver ( 9 / 11 ) with driving elements arranged at predefined positions along the outer circumference ( 16 ) and wherein during a rotational movement of the driving shaft ( 13 ) by a predefined angle the at least one driving element ( 16 ) of the second stepper driver ( 9 / 11 ) with the second driven shaft ( 31 ) of the stepping unit ( 4 ) cooperates such that a rotational movement of the second driven shaft ( 31 ) is performed by a defined angle of rotation, wherein the second movable electrical contact element ( 21 ) with the first fixed electrical contact element ( 19 ) or another fixed electrical contact element ( 23 ) is electrically conductively connected or an electrically conductive connection between the first movable electrical contact element ( 17 ) and the first fixed ( 19 ) or another fixed electrical contact element ( 23 ) is solved.

Mechanical switch according to one of claims 1 to 3, wherein the rotational movement of the driving shaft ( 13 ) about a linear axis (A) takes place and the rotational movement of the first driven shaft ( 15 ) and / or the second driven shaft ( 31 ) about a linear axis (B), and wherein the linear axes (A, B) are at least approximately parallel to one another.

Mechanical switch according to one of claims 1 to 4, wherein the predefined angle of the driving shaft ( 13 ) is about 120 degrees and the defined angle of the first driven shaft ( 15 ) and / or the second driven shaft ( 31 ) is about 90 degrees.

Mechanical switch according to one of claims 1 to 5, wherein on the driving shaft ( 13 ) and / or the second driven shaft ( 31 ) is arranged in each case at least one blocking element having the contour of a circular arc segment, and wherein on the first driven shaft ( 15 ) is arranged with respect to its contour adaptively adapted to the blocking element and with this corresponding receiving element, and wherein in predefined angles of rotation of the driving shaft ( 13 ) Interlock the locking element and the receiving element positively.

Mechanical switch according to claim 6, wherein along the movement path of the receiving element in each case a roller is arranged on one or both sides of the blocking element.