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EP2446454B1 - Antrieb für einen elektrischen dreistellungsschalter - Google Patents

Antrieb für einen elektrischen dreistellungsschalter Download PDF

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Publication number
EP2446454B1
EP2446454B1 EP10724073.1A EP10724073A EP2446454B1 EP 2446454 B1 EP2446454 B1 EP 2446454B1 EP 10724073 A EP10724073 A EP 10724073A EP 2446454 B1 EP2446454 B1 EP 2446454B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
drive
connection
switching device
contact element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP10724073.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2446454A1 (de
Inventor
Andreas Kleinschmidt
Sebastian GÖSCHEL
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2446454A1 publication Critical patent/EP2446454A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2446454B1 publication Critical patent/EP2446454B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches
    • 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
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—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
    • 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 high voltage arrangement with a switching device.
  • a high voltage arrangement is for example from the German patent application DE 102 19 055 known.
  • EP 0 735 637 A2 is a switching device with a grounded, insulating gas filled metal housing known.
  • the local switching device has a first terminal, a second terminal and a third terminal. In various switching positions, the first connection to the second connection and in a second switching position, the first connection to the third connection. In a third switching position, the three connections are unconnected.
  • a gear is provided with a rotating element, via which movable contact parts for generating the various switching positions can be driven.
  • it is provided to arrange on an axially elongated housing each nozzle-like in the radial direction projecting flanges. Such a configuration of a housing is advantageous if, as described in the known arrangement, outdoor bushings are to be used.
  • the invention has for its object to provide a high voltage arrangement, which offers a great deal of flexibility in the assembly of high voltage assembly.
  • the invention provides that the switching device comprises a transmission, whereby the switching position of the switching device can be changed, wherein the switching device in a first switching position connects a first terminal to a second terminal and in a second switching position the first terminal to a third terminal and in a third switching position, the three terminals unconnected, wherein the drive is arranged in the housing on a central axis extending through the housing center of the housing and the drive axis is perpendicular to the central axis and the displacement of one of the electrical contact elements on the central axis and parallel to this.
  • a significant advantage of the invention is that the transmission and the switching device within the housing can be mounted differently, for example, rotated by 180 °, without having to make structural changes to the transmission or to the switching device.
  • the housing is axisymmetric, and the central axis preferably forms an axis of symmetry of the housing.
  • the displacement axis or the displacement of the two electrical contact elements is preferably perpendicular to the drive axle of the drive.
  • the high voltage assembly comprises a housing having a first housing opening and a second housing opening, wherein both the first and the second housing opening are adapted to selectively attach to them a viewing window or a ground contact terminal.
  • the viewing window and the ground contact terminal can be interchanged, so that the high-voltage arrangement can be easily reconfigured.
  • the first housing opening and the second housing opening are opposite each other with respect to the axis of symmetry.
  • the first housing opening and the second housing opening are preferably identical to allow easy replacement of viewing window and ground contact terminal when the gear is to be mounted rotated 180 ° within the housing.
  • the earthing contact terminal forms, for example, the third terminal of the high-voltage arrangement, which can be connected to the first contact by the switching device.
  • the two housing openings and one in one of the two housing openings inserted viewing window are dimensioned and aligned such that through the viewing window through both the position of a first electrical contact element, which can connect the first terminal and the second terminal to each other, as well as the position of a second electrical contact element, the first terminal and the third terminal can connect with each other, is recognizable from the outside.
  • One of the two contact elements forms, for example, a ground contact element and the other of the two contact elements, for example, a separating contact element of the switching device.
  • the switching device comprises a gearbox with two coupling rods, which are pivotable in a predetermined pivoting plane and each move an associated electrical contact element during pivoting, whereby the switching position of the switching device can be changed, wherein the switching device in a first switching position connects a first terminal with a second terminal and in a second switching position the first terminal with a third terminal and in a third switching position unconnected the three terminals that a drive axis of a drive of the high voltage arrangement is arranged perpendicular to the pivot plane of the coupling rods and that the two Coupling rods are mounted such that at least one of them when adjusting the switching position of the switching device by the drive axle region in which the drive axle of the drive, the pivoting plane of the two coupling rods d
  • an advantage of this embodiment of the high voltage arrangement is the fact that the internal structure of the transmission energy-saving switching allows the switching device.
  • the kinematics of the coupling rods namely the movement of the contact elements is positively influenced. Due to the fact that the coupling rods can pass through the drive axle region of the drive, it can be achieved, for example, that the switching-off contact element is moved less than the switching contact element when the switching position of the switching device changes. Starting, for example, from the third switching position, in which both contact elements are turned off and thus each have a sufficient isolation distance to their associated mating contact element, can be avoided that when switching one contact element, the other remaining off contact element is moved synchronously; because such synchronous Mitbessel is not necessary from an electrical point of view, because the distance between the contact element and mating contact element in the off contact element is already sufficient and does not need to be further increased.
  • the deflection movement of the disengaging coupling rod can be significantly smaller than the deflection movement of the engaging coupling rod and thus the contact element remaining switched off is moved less than the switching contact element. Since, due to friction, each drive movement requires drive energy, drive energy is saved due to the reduced movement stroke of the remaining contact element, in comparison to other switching devices in which the switching contact element and the remaining contact element are synchronously coupled or moved with equally large Auslenkh.
  • An advantage of this embodiment of the high-voltage arrangement is that due to the fürschwenkbarkeit or the possibility of divergence of the coupling rods through the drive axle area, both the displacement of one of the electrical contact elements as well the drive of the switching device can be arranged centrally in the housing of the high-voltage arrangement. For example, the displacement of one of the electrical contact elements parallel to the central axis of the housing and the drive axis perpendicular to the central axis, and although still in the middle of the housing, arrange.
  • the transmission has a first and a second gear plate, which are held by a first connecting rod and a second connecting rod parallel and spaced from each other, wherein the two connecting rods each perpendicular to the transmission plates and are arranged parallel to the drive axis and wherein the first connecting rod forms a first pivot bearing for the first coupling rod and the second connecting rod, a second pivot bearing for the second coupling rod.
  • Dipping the coupling rods can be achieved particularly easily if the drive is indirectly or directly in communication with the first transmission plate and the space between the two transmission plates in the drive axle area remains free for swinging through the coupling rods.
  • the first and the second connecting rod have the same distance from the drive axle in order to ensure that the movement characteristic of the contact elements from the third switching position to the second switching position is identical to the movement characteristic of the contact elements from the third switching position to the first switching position.
  • the drive communicates with the first gear plate to allow it to rotate about the drive axis; the second gear plate is rotated in this case by the two connecting rods with the first gear plate.
  • the second gear plate is preferably connected to a coaxially to the drive axle arranged drive coupling element in connection, so that this is rotated on rotation of the first gear plate and the second gear plate.
  • the drive coupling element is connected at one end to the second transmission plate and at its other end to a first transmission plate of another or second switching device of the high-voltage arrangement.
  • the second switching device may for example be associated with another electrical pole of the high-voltage arrangement. In such an arrangement, a single drive with a central drive axis can simultaneously switch several poles of the high-voltage arrangement.
  • the high voltage arrangement is two- or multi-pole and has a switching device for each electrical pole, wherein one of the switching devices are connected to the drive and the other switching devices respectively via upstream switching devices and upstream drive coupling elements indirectly to the drive.
  • FIG. 1 a high voltage arrangement 10 is shown in which a switching device 20 with a first terminal 30, a second terminal 40 and a third terminal 50 cooperates.
  • the switching device 20 has a gear 60, which is equipped with a first connecting rod 70 and a second connecting rod 80.
  • the first connecting rod 70 forms a first pivot bearing for a first coupling rod 90 of the transmission 60.
  • the second connecting rod 80 forms a second pivot bearing for a second coupling rod 100.
  • the two coupling rods 90 and 100 are each assigned a contact element, namely the first coupling rod 90 the The first contact element 110 and the second coupling rod 100, the second contact element 120.
  • the two contact elements 110 and 120 are slidably mounted and can be moved along a pivoting of the associated coupling rod along its longitudinal direction. For example, by pivoting the first coupling rod 90, the first contact element 110 can be displaced in the direction of the second connection 40, so that the first connection 30 is connected to the second connection 40.
  • the second coupling rod 100 is pivoted so that the second contact element 120 is pulled away from the third terminal 50 and drawn into the housing of the transmission 60.
  • the second contact element 120 can be connected to the third connection 50 by being displaced by means of the second coupling rod 100 in the direction of the third connection 50.
  • the first coupling rod 90 will pull the first coupling element 110 away from the second connection 40 and pull it into the housing of the transmission 60.
  • the movement of the two contact elements 110 and 120 and the pivotal movement of the two coupling rods 90 and 100 is caused by two gear plates 160 and 150, of which in FIG. 1 only the upper gear plate 150 is shown.
  • the lower gear plate 160 is in the illustration according to FIG. 1 covered by the upper gear plate 150.
  • the arrangement of the two gear plates 150 and 160 relative to each other is in the FIGS. 3 and 4 shown in detail.
  • the two gear plates 150 and 160 are arranged parallel to each other and have a distance from each other. you will be connected by the two connecting rods 70 and 80 and held spaced therefrom.
  • the lower gear plate 160 is directly or indirectly connected to a drive 200 whose drive axis 210 is perpendicular to the image plane in the FIG. 1 is arranged. If the drive 200 is turned on, the lower gear plate 160 is rotated about the drive axis 210, whereby also in the FIG. 1 shown upper gear plate 150 is rotated, since the two gear plates 150 and 160 are connected to each other via the two connecting rods 70 and 80 and the pivot bearings formed thereby. By rotating the gear plates 150 and 160 about the drive axis 210, the pivotally mounted coupling rods 90 and 100 can be pivoted, whereby the contact elements 110 and 120 - as already explained - be moved.
  • the structure of the transmission 60 will now be based on the representations in the FIGS. 3 and 4 be explained in more detail.
  • the two figures 3 and 4 show schematic representations of a lateral view of the transmission 60. It shows the FIG. 3 the upper gear plate 150, which also in the FIG. 1
  • the connecting rod 70 which connects the gear plate 150 with the gear plate 160.
  • the connecting rod 70 forms the pivot bearing for the first coupling rod 90, which can be pivoted in the space between the two gear plates 150 and 160.
  • the drive 200 is arranged so that it exclusively with in the FIG. 3 lower gear plate 160 is indirectly or directly in communication. In other words, the drive 200 does not extend into the drive axle region 220 or into the spatial region between the two transmission plates 150 and 160. The space between the two transmission plates 150 and 160 is thus drive-free.
  • the mechanical coupling between the two gear plates 150 and 160 is provided by the two connecting rods 70 and 80, so that upon rotation of the lower gear plate 160 about the drive axis 210 and the upper gear plate 150 is rotated accordingly.
  • the two connecting rods 70 and 80 are pivoted about the drive axis 210, so that there is a pivoting movement of the associated coupling rods 90 and 100.
  • FIG. 4 another view of the transmission 60 is shown.
  • both the first connecting rod 70 and the second connecting rod 80 and the associated coupling rods 90 and 100 are shown. It can be seen that in the illustration according to FIG. 4 the first coupling rod 90 is pivoted into the drive axle region 220 and thus crosses the drive axle 210. The second coupling rod 100 is pivoted out of the drive axle region 220.
  • the distance between the two gear plates 150 and 160, which are arranged parallel, at least approximately parallel, is in the FIG. 3 marked with the reference symbol A.
  • the high voltage arrangement 100 has a housing 300 with a central axis 310.
  • the central axis 310 extends through the center of the housing and preferably forms an axis of symmetry of the housing 300.
  • the housing 300 is therefore preferably axisymmetric about the axis of symmetry 310.
  • the housing 300 is equipped with two housing openings 320 and 330, which are preferably configured identically.
  • the third connection 50 of the high-voltage arrangement 10 is mounted by means of a fastening element 340.
  • a viewing window 350 is mounted, through which one can look into the housing 300 to check the switching state of the switching device 20.
  • the fastening element 340 and the third connection 50 can also be mounted on the housing opening 330 and the viewing window 350 on the housing opening 320.
  • FIG. 2 Such mounting of the fastener 340 and the viewing window 350 is in the FIG. 2 shown. It settles in the FIG. 2 recognize that now the third port 50 is mounted by means of the fastener 340 to the housing opening 330. The viewing window 350 is located in the housing opening 320.
  • this is pivoted by 180 ° mounted by the housing 60 pivoted by 180 ° has been placed on the drive 200.
  • Such a pivoting of the gear 60 and the switching device 20 by 180 ° is possible because namely the drive 200 and the drive shaft 210 in the middle of the housing, ie on the central axis 310, are arranged. If the drive axle 210 were arranged off-center, it would not be possible to pivot the transmission 60 in the manner described.
  • the arrangement of the contact element 110 in the transmission 60 is selected such that the displacement of the first contact element 110 takes place along the central axis 310.
  • the displacement path .DELTA.x lies on the center axis 310.
  • the corresponding arrangement of the displacement path .DELTA.x or the corresponding arrangement of the first contact element 110 likewise results in the previously described pivotability of the transmission 60 or the pivotability of the switching device 20 overall about the central axis 310 guaranteed.
  • FIG. 1 infer that the displacement path .DELTA.x of the first contact element 110 is perpendicular to the drive axis 210; The same applies to the displacement of the second contact element 120, which is also aligned perpendicular to the drive axis 210.
  • the size of the two housing openings 320 and 330 is preferably selected such that both the position of the first contact element 110 and the position of the second contact element 120 can be seen through the viewing window 350 in order to visually check the switching position of the switching device 20 from outside can.
  • a preferred embodiment and arrangement of the two housing openings 320 and 330 will be described below in connection with the FIGS. 5 to 7 explained in more detail.
  • the housing 300 has a central axis and is preferably axially symmetrical, at least substantially axisymmetric, designed so that an assembly of the viewing window 350 both the housing opening 330 and the housing opening 320 is possible.
  • the viewing window 350 is mounted to the housing opening 330 and the third port 50 is mounted to the housing opening 320.
  • the FIG. 5 shows a first switching position of the switching device 20 of the high voltage assembly 10.
  • the switching device 20 connects the first terminal 30 to the second terminal 40 by the switching device 20, the contact element 110 in the direction of the second terminal 40 moves.
  • the corresponding displacement is caused by the first coupling rod 90, which is pushed by the connecting rod 70 in the direction of the second terminal 40.
  • the second contact element 120 is pulled away from the third terminal 50 and drawn into the housing of the transmission 60.
  • the second contact element 120 thus has no electrical contact with the third connection 50.
  • the described kinematics which is caused by the arrangement of the two connecting rods 70 and 80 on the gear plates 150 and 160, is the sliding movement or the displacement path of the two contact elements 110 and 120 unequal.
  • - starting from the third (neutral) switching position, as shown in the FIGS. 1 and 2 is shown - when adjusting the first switching position, as shown in the FIG. 5 is shown, the displacement .DELTA.x of the first contact element 110 to be significantly greater than the displacement .DELTA.l of the second contact element 120, which is drawn into the housing of the transmission 60.
  • the shortened displacement of the second contact element 120 reduces the force required and thus the adjustment energy, which is required for a changeover of the switching device 20.
  • the kinematics of the transmission 60 ensures that - starting from the third switching position - the wegzube Anlagende or to be separated contact element only has to be moved as far as required for a separation of the electrical connection.
  • the contact element that is to produce an electrical connection is fully deflected or moved more.
  • FIG. 6 shows the second switching position of the switching device 20 according to FIG. 5 , It can be seen that in this second switching position, the first terminal 30 is connected to the third terminal 50. Due to the electrical connection of the third terminal 50 to the housing 300 of the high voltage assembly 10, the third terminal 50 forms a
  • the second terminal 40 remains unconnected in the second switching position and, for example, potential-free.
  • FIG. 6 can also see the operation of the transmission 60 and the pivotal movement of the two coupling rods 90 and 100 well.
  • the first coupling rod 90 pivots through the drive axle region or passes through it and thus crosses the drive axle 210 of the drive 200.
  • the kinematics provided by the gear 60 also ensures that the adjustment path of the contact element to be turned on, in this case the second contact element 120, is greater than the adjustment path of the contact element to be separated, in this case the first contact element 110 the displacement of the contact to be separated reduces as soon as it dips into the region of the housing of the transmission 60.
  • FIG. 6 can be easily seen - indicated by arrows P1 and P2 - that the size of the two housing openings 320 and 330 and their arrangement are chosen such that through the viewing window 350 through both the position of the first contact element 110 and the position of the second Can recognize contact element 120.
  • FIG. 7 is the third switching position of the switching device 20 of the high voltage assembly 10 according to FIG. 5 shown.
  • this third switching position the three terminals 30, 40 and 50 are unconnected.
  • the resulting in such a switching position position or deflection of the two coupling rods 90 and 100 is in a side view again schematically in the FIG. 8 shown.
  • the housing of the transmission 60 has openings through which one can look into the transmission to determine the position of the contact elements.
  • FIG. 9 an embodiment of a high voltage arrangement is shown in which three switching devices 20, 20 'and 20''are provided for the three poles of a three-pole power transmission device.
  • Each of the switching devices 20, 20 'and 20'' has in each case a gear 60, 60' and 60 '', wherein each gear each with two gear plates 150, 160, 150 ', 160', 150 '' and 160 '' equipped is.
  • As reflected in the FIG. 9 is only the one in the FIG. 9 lower switching device 20 is directly connected to the drive 200 of the high voltage assembly 10.
  • the remaining switching devices 20 'and 20 “are only indirectly connected to the drive 200, namely via drive coupling elements 400 and 400', which connect the transmissions 60, 60 'and 60" to one another.
  • the operation of the high voltage arrangement according to FIG. 9 may look like the following example: Will the drive 200 put into operation, so the transmission plate 160 of the lower gear 60 is rotated, which has forcibly also to a rotation of the upper gear plate 150 of the transmission 60 result. Since the upper gear plate 150 of the gearbox 60 is connected to the lower gear plate 160 'of the gearbox 60', this lower gear plate 160 'will also rotate as soon as the drive 200 is active. This in turn leads to a pivoting of the upper gear plate 150 'of the transmission 60' and via the second drive coupling element 400 'also to a pivoting of the two gear plates 150''and160''of the second gear 60''.
  • the cascaded arrangement of the switching devices 20, 20 'and 20 "makes it possible to provide a three-pole high-voltage arrangement in which the drive 200 and the drive axis 210 are arranged in the region of the central axis 310 or the axis of symmetry of the housing 300 can.
  • the drive axle 210 By arranging the drive axle 210 in the region of the center axis 310, it is possible to achieve that-assuming a corresponding configuration of the transmission 60-the transmission 60 can be mounted in different orientations within the housing 300 of the high-voltage arrangement.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Description

  • [0001]
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsanordnung mit einer Schalteinrichtung. Eine derartige Hochspannungsanordnung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 19 055 bekannt.
  • [0002]
    Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 735 637 A2 ist eine Schaltvorrichtung mit einem geerdeten, isoliergasgefüllten Metallgehäuse bekannt. Die dortige Schaltvorrichtung weist einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss sowie einen dritten Anschluss auf. In verschiedenen Schaltstellungen sind der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss und in einer zweiten Schaltstellung der erste Anschluss mit dem dritten Anschluss verbunden. In einer dritten Schaltstellung sind die drei Anschlüsse unverbunden. Bei der bekannten Hochspannungsanordnung ist ein Getriebe mit einem rotierenden Element vorgesehen, über welches bewegbare Kontaktteile zur Erzeugung der verschiedenen Schaltstellungen antreibbar sind. Dazu ist vorgesehen, an einem axial gestreckten Gehäuse jeweils stutzenartig in radialer Richtung abstehende Flansche anzuordnen. Eine derartige Ausgestaltung eines Gehäuses ist von Vorteil, wenn, wie bei der bekannten Anordnung beschrieben, Freiluftdurchführungen einzusetzen sind.
  • [0003]
    Bei einer Verwendung einer Hochspannungsanordnung in geschlossenen Räumen ist jedoch ein kompakter modulartiger Aufbau von Vorteil, um die Hochspannungsanordnung flexibel an bestehende Raumverhältnisse anzupassen. Dies ist bei der bekannten Konstruktion nicht gegeben.
  • [0004]
    Darüber hinaus sind aus den Offenlegungsschriften DE 198 25 386 A1 , DE 102 19 055 A1 sowie den europäischen Patentanmeldungen EP 0 678 955 A1 , EP 0 744 803 A2 verschiedenartige Hochspannungsanordnungen bekannt, welche in Gehäusen untergebrachte Phasenleiter aufweisen.
  • [0005]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsanordnung anzugeben, die ein großes Maß an Flexibilität bei der Montage der Hochspannungsanordnung bietet.
  • [0006]
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hochspannungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochspannungsanordnung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • [0007]
    Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schalteinrichtung ein Getriebe aufweist, womit sich die Schaltstellung der Schalteinrichtung verändern lässt, wobei die Schalteinrichtung in einer ersten Schaltstellung einen ersten Anschluss mit einem zweiten Anschluss und in einer zweiten Schaltstellung den ersten Anschluss mit einem dritten Anschluss verbindet und in einer dritten Schaltstellung die drei Anschlüsse unverbunden lässt, wobei der Antrieb in dem Gehäuse auf einer durch die Gehäusemitte des Gehäuses verlaufenden Mittelachse angeordnet ist und die Antriebsachse senkrecht auf der Mittelachse steht und der Verschiebeweg eines der elektrischen Kontaktelemente auf der Mittelachse und parallel zu dieser liegt.
  • [0008]
    Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Getriebe und die Schalteinrichtung innerhalb des Gehäuses unterschiedlich montiert werden können, beispielsweise um 180° gedreht, ohne bauliche Veränderungen an dem Getriebe oder an der Schalteinrichtung vornehmen zu müssen.
  • [0009]
    Vorzugsweise ist das Gehäuse achsensymmetrisch, und die Mittelachse bildet bevorzugt eine Symmetrieachse des Gehäuses. Die Verschiebeachse bzw. der Verschiebeweg der beiden elektrischen Kontaktelemente steht vorzugsweise senkrecht zu der Antriebsachse des Antriebs.
  • [0010]
    Außerdem wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Hochspannungsanordnung ein Gehäuse mit einer ersten Gehäuseöffnung und einer zweiten Gehäuseöffnung aufweist, wobei sowohl die erste als auch die zweite Gehäuseöffnung geeignet sind, an ihnen wahlweise ein Sichtfenster oder einen Erdungskontaktanschluss anzubringen. Bei dieser Ausführungsform können also das Sichtfenster und der Erdungskontaktanschluss vertauscht werden, so dass die Hochspannungsanordnung einfach umkonfiguriert werden kann.
  • [0011]
    Vorzugsweise liegen im Falle eines achsensymmetrischen Gehäuses die erste Gehäuseöffnung und die zweite Gehäuseöffnung bezüglich der Symmetrieachse einander gegenüber. Die erste Gehäuseöffnung und die zweite Gehäuseöffnung sind bevorzugt identisch, um ein einfaches Austauschen von Sichtfenster und Erdungskontaktanschlusses zu ermöglichen, wenn das Getriebe um 180° gedreht innerhalb des Gehäuses montiert werden soll.
  • [0012]
    Der Erdungskontaktanschluss bildet beispielsweise den dritten Anschluss der Hochspannungsanordnung, der durch die Schalteinrichtung mit dem ersten Kontakt verbindbar ist.
  • [0013]
    Im Übrigen wird es als bevorzugt angesehen, wenn die beiden Gehäuseöffnungen und ein in eines der beiden Gehäuseöffnungen eingesetztes Sichtfenster derart dimensioniert und ausgerichtet sind, dass durch das Sichtfenster hindurch sowohl die Stellung eines ersten elektrischen Kontaktelements, das den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss miteinander verbinden kann, als auch die Stellung eines zweiten elektrischen Kontaktelements, das den ersten Anschluss und den dritten Anschluss miteinander verbinden kann, von außen erkennbar ist.
  • [0014]
    Eines der beiden Kontaktelemente bildet beispielsweise ein Erdungskontaktelement und das andere der beiden Kontaktelemente beispielsweise ein Trennkontaktelement der Schalteinrichtung.
  • [0015]
    Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Schalteinrichtung ein Getriebe mit zwei Koppelstangen aufweist, die in einer vorgegebenen Schwenkebene verschwenkbar sind und jeweils beim Verschwenken ein zugeordnetes elektrisches Kontaktelement verschieben, wodurch sich die Schaltstellung der Schalteinrichtung verändern lässt, wobei die Schalteinrichtung in einer ersten Schaltstellung einen ersten Anschluss mit einem zweiten Anschluss und in einer zweiten Schaltstellung den ersten Anschluss mit einem dritten Anschluss verbindet und in einer dritten Schaltstellung die drei Anschlüsse unverbunden lässt, dass eine Antriebsachse eines Antriebs der Hochspannungsanordnung senkrecht zu der Schwenkebene der Koppelstangen angeordnet ist und dass die beiden Koppelstangen derart gelagert sind, dass zumindest eine von ihnen beim Verstellen der Schaltstellung der Schalteinrichtung durch den Antriebsachsenbereich, in dem die Antriebsachse des Antriebs die Schwenkebene der beiden Koppelstangen durchsetzt bzw. die Antriebsachse die Schwenkebene der beiden Koppelstangen kreuzt, hindurchschwenken kann.Ein Vorteil dieser Ausgestaltung der Hochspannungsanordnung ist darin zu sehen, dass der innere Aufbau des Getriebes ein energiesparendes Umschalten der Schalteinrichtung ermöglicht. Durch die Kinematik der Koppelstangen wird nämlich die Bewegung der Kontaktelemente positiv beeinflusst. Dadurch, dass die Koppelstangen den Antriebsachsenbereich des Antriebs passieren können, lässt sich beispielsweise erreichen, dass bei einer Änderung der Schaltstellung der Schalteinrichtung das ausschaltende Kontaktelement weniger als das einschaltende Kontaktelement bewegt wird. Ausgehend beispielsweise von der dritten Schaltstellung, bei der beide Kontaktelemente ausgeschaltet sind und somit jeweils einen ausreichenden Isolierabstand zu dem ihnen zugeordneten Gegenkontaktelement aufweisen, lässt sich vermeiden, dass bei Einschalten des einen Kontaktelements das andere ausgeschaltet bleibende Kontaktelement synchron mitbewegt wird; denn ein solches synchrones Mitbewegen ist aus elektrischer Sicht überhaupt nicht erforderlich, weil der Abstand zwischen Kontaktelement und Gegenkontaktelement bei dem ausgeschalteten Kontaktelement bereits ausreicht und nicht weiter vergrößert werden muss. Durch die Durchschwenkmöglichkeit der Koppelstangen wird erreicht, dass die Auslenkbewegung der ausschaltenden Koppelstange deutlich kleiner als die Auslenkbewegung der einschaltenden Koppelstange sein kann und somit das ausgeschaltet bleibende Kontaktelement weniger als das einschaltende Kontaktelement bewegt wird. Da aufgrund von Reibung jede Antriebsbewegung Antriebsenergie erfordert, wird aufgrund des reduzierten Bewegungshubs des ausgeschaltet bleibenden Kontaktelements Antriebsenergie eingespart, im Vergleich zu anderen Schalteinrichtungen, bei denen das einschaltende Kontaktelement und das ausgeschaltet bleibende Kontaktelement synchron gekoppelt bzw. mit jeweils gleichgroßen Auslenkhüben bewegt werden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung der Hochspannungsanordnung besteht darin, dass aufgrund der Durchschwenkbarkeit bzw. der Durchtauchmöglichkeit der Koppelstangen durch den Antriebsachsenbereich sowohl der Verschiebeweg eines der elektrischen Kontaktelemente als auch der Antrieb der Schalteinrichtung mittig im Gehäuse der Hochspannungsanordnung angeordnet werden kann. Beispielsweise lässt sich der Verschiebeweg eines der elektrischen Kontaktelemente parallel zur Mittelachse des Gehäuses und die Antriebsachse senkrecht zu der Mittelachse, und zwar trotzdem in der Gehäusemitte, anordnen.
  • [0016]
    Um einen einfachen und kostengünstigen Getriebeaufbau zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Getriebe eine erste und eine zweite Getriebeplatte aufweist, die durch eine erste Verbindungsstange und eine zweite Verbindungsstange parallel und mit Abstand zueinander gehalten werden, wobei die beiden Verbindungsstangen jeweils senkrecht zu den Getriebeplatten und parallel zur der Antriebsachse angeordnet sind und wobei die erste Verbindungsstange ein erstes Schwenklager für die erste Koppelstange und die zweite Verbindungsstange ein zweites Schwenklager für die zweite Koppelstange bildet.
  • [0017]
    Ein Durchtauchen der Koppelstangen lässt sich besonders einfach erreichen, wenn der Antrieb mittelbar oder unmittelbar mit der ersten Getriebeplatte in Verbindung steht und der Zwischenraum zwischen den beiden Getriebeplatten im Antriebsachsenbereich für ein Durchschwenken der Koppelstangen frei bleibt.
  • [0018]
    Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Verbindungsstange denselben Abstand zu der Antriebsachse auf, um zu erreichen, dass die Bewegungscharakteristik der Kontaktelemente von der dritten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung mit der Bewegungscharakteristik der Kontaktelemente von der dritten Schaltstellung in die erste Schaltstellung identisch ist.
  • [0019]
    Vorzugsweise steht der Antrieb mit der ersten Getriebeplatte in Verbindung, damit er diese um die Antriebsachse drehen kann; die zweite Getriebeplatte wird in diesem Falle durch die beiden Verbindungsstangen mit der ersten Getriebeplatte mitgedreht.
  • [0020]
    Die zweite Getriebeplatte steht bevorzugt mit einem koaxial zu der Antriebsachse angeordneten Antriebskoppelelement in Verbindung, so dass dieses bei Drehung der ersten Getriebeplatte und der zweiten Getriebeplatte mitgedreht wird. Beispielsweise ist das Antriebskoppelelement mit seinem einen Ende mit der zweiten Getriebeplatte und mit seinem anderen Ende mit einer ersten Getriebeplatte einer anderen bzw. zweiten Schalteinrichtung der Hochspannungsanordnung verbunden. Die zweite Schalteinrichtung kann beispielsweise einem anderen elektrischen Pol der Hochspannungsanordnung zugeordnet sein. Bei einer solchen Anordnung kann ein einziger Antrieb mit mittiger Antriebsachse mehrere Pole der Hochspannungsanordnung gleichzeitig umschalten.
  • [0021]
    Bevorzugt ist die Hochspannungsanordnung zwei- oder mehrpolig und weist für jeden elektrischen Pol eine Schalteinrichtung auf, wobei eine der Schalteinrichtungen mit dem Antrieb und die übrigen Schalteinrichtungen jeweils über vorgeordnete Schalteinrichtungen und vorgeordnete Antriebskoppelelemente mittelbar mit dem Antrieb verbunden sind.
  • [0022]
    Um einen kompakten Getriebeaufbau zu erreichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die beiden Koppelstangen in derselben Ebene zwischen den beiden Getriebeplatten angeordnet sind.
  • [0023]
    Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Figur 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Hochspannungsanordnung im Querschnitt, wobei die Hochspannungsanordnung zwei Gehäuseöffnungen zur Montage eines Erdungskontaktanschlusses und eines Sichtfensters aufweist,
    Figur 2
    die Hochspannungsanordnung gemäß Figur 1, wobei der Montageort des Sichtfensters und der des Erdungskontaktanschlusses in den beiden Gehäuseöffnungen des Gehäuses vertauscht sind,
    Figur 3
    in einer vereinfachten Darstellung den Aufbau des Getriebes der Hochspannungsanordnung gemäß Figur 1, wobei die Figur 3 eine Ansicht von der Seite zeigt,
    Figur 4
    eine andere Sicht auf das Getriebe der Hochspannungsanordnung gemäß Figur 3, ebenfalls in einer vereinfachten schematischen Darstellung,
    Figur 5
    ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Hochspannungsanordnung, wobei die Anordnung des Sichtfensters relativ zu dem Getriebe näher erläutert wird und wobei die erste Schaltstellung der Schalteinrichtung gezeigt ist,
    Figur 6
    die Hochspannungsanordnung gemäß Figur 5 in der zweiten Schaltstellung der Schalteinrichtung,
    Figur 7
    die dritte Schaltstellung der Schalteinrichtung der Hochspannungsanordnung gemäß Figur 5,
    Figur 8
    in einer vereinfachten Darstellung den Aufbau des Getriebes der Hochspannungsanordnung gemäß Figur 5, wobei die dritte Schaltstellung der Schalteinrichtung gezeigt ist, und
    Figur 9
    eine kaskadierte Anordnung von Schalteinrichtungen, bei denen eine der Schalteinrichtungen direkt mit einem Antrieb und die übrigen Schalteinrichtungen mittelbar über Antriebskoppelelemente mit dem Antrieb in Verbindung stehen.
  • [0024]
    In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • [0025]
    In der Figur 1 ist eine Hochspannungsanordnung 10 dargestellt, bei der eine Schalteinrichtung 20 mit einem ersten Anschluss 30, einem zweiten Anschluss 40 sowie einem dritten Anschluss 50 zusammenwirkt.
  • [0026]
    Die Schalteinrichtung 20 weist ein Getriebe 60 auf, das mit einer ersten Verbindungsstange 70 und einer zweiten Verbindungsstange 80 ausgestattet ist. Die erste Verbindungsstange 70 bildet ein erstes Schwenklager für eine erste Koppelstange 90 des Getriebes 60. Die zweite Verbindungsstange 80 bildet ein zweites Schwenklager für eine zweite Koppelstange 100.
  • [0027]
    Durch die schwenkbare Lagerung der beiden Koppelstangen 90 und 100 können diese in einer vorgegebenen Schwenkebene, die der Blattebene in der Figur 1 entspricht, verschwenkt werden.
  • [0028]
    Den beiden Koppelstangen 90 und 100 ist jeweils ein Kontaktelement zugeordnet, nämlich der ersten Koppelstange 90 das erste Kontaktelement 110 und der zweiten Koppelstange 100 das zweite Kontaktelement 120. Die beiden Kontaktelemente 110 und 120 sind verschieblich gelagert und können bei einem Verschwenken der zugeordneten Koppelstange entlang ihrer Längsrichtung verschoben werden. So kann beispielsweise durch ein Verschwenken der ersten Koppelstange 90 das erste Kontaktelement 110 in Richtung des zweiten Anschlusses 40 verschoben werden, so dass der erste Anschluss 30 mit dem zweiten Anschluss 40 verbunden wird. Im Falle einer solchen Schwenkbewegung der Koppelstange 90 wird die zweite Koppelstange 100 so verschwenkt, dass das zweite Kontaktelement 120 von dem dritten Anschluss 50 weggezogen und in das Gehäuse des Getriebes 60 hineingezogen wird.
  • [0029]
    In entsprechender Weise kann das zweite Kontaktelement 120 mit dem dritten Anschluss 50 verbunden werden, indem es mittels der zweiten Koppelstange 100 in Richtung des dritten Anschlusses 50 verschoben wird. Im Falle einer solchen Schiebebewegung wird die erste Koppelstange 90 das erste Koppelelement 110 vom zweiten Anschluss 40 wegziehen und in das Gehäuse des Getriebes 60 hineinziehen.
  • [0030]
    Die Bewegung der beiden Kontaktelemente 110 und 120 bzw. die Schwenkbewegung der beiden Koppelstangen 90 und 100 wird durch zwei Getriebeplatten 160 und 150 hervorgerufen, von denen in Figur 1 nur die obere Getriebeplatte 150 gezeigt ist. Die untere Getriebeplatte 160 wird bei der Darstellung gemäß Figur 1 von der oberen Getriebeplatte 150 abgedeckt.
  • [0031]
    Die Anordnung der beiden Getriebeplatten 150 und 160 relativ zueinander ist in den Figuren 3 und 4 im Detail gezeigt. Die beiden Getriebeplatten 150 und 160 sind parallel zueinander angeordnet und weisen einen Abstand zueinander auf. Sie werden durch die beiden Verbindungsstangen 70 und 80 miteinander verbunden und durch diese beabstandet gehalten.
  • [0032]
    Um ein Verschwenken der beiden Koppelstangen 90 und 100 zu erreichen, steht die untere Getriebeplatte 160 mit einem Antrieb 200 mittelbar oder unmittelbar in Verbindung, dessen Antriebsachse 210 senkrecht zur Bildebene in der Figur 1 angeordnet ist. Wird der Antrieb 200 eingeschaltet, so wird die untere Getriebeplatte 160 um die Antriebsachse 210 gedreht, wodurch auch die in der Figur 1 dargestellte obere Getriebeplatte 150 gedreht wird, da die beiden Getriebeplatten 150 und 160 über die beiden Verbindungsstangen 70 und 80 bzw. die dadurch gebildeten Schwenklager miteinander verbunden sind. Durch ein Drehen der Getriebeplatten 150 und 160 um die Antriebsachse 210 lassen sich die schwenkbar gelagerten Koppelstangen 90 und 100 verschwenken, wodurch die Kontaktelemente 110 und 120 - wie bereits erläutert - verschoben werden.
  • [0033]
    Der Aufbau des Getriebes 60 soll nun anhand der Darstellungen in den Figuren 3 und 4 näher erläutert werden. Die beiden Figuren 3 und 4 zeigen schematische Darstellungen einer seitlichen Sicht auf das Getriebe 60. Dabei zeigt die Figur 3 die obere Getriebeplatte 150, die auch in der Figur 1 dargestellt ist, sowie zusätzlich die untere Getriebeplatte 160. Darüber hinaus erkennt man die Verbindungsstange 70, die die Getriebeplatte 150 mit der Getriebeplatte 160 verbindet. Die Verbindungsstange 70 bildet das Schwenklager für die erste Koppelstange 90, die in dem Raum zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160 verschwenkt werden kann.
  • [0034]
    Um zu ermöglichen, dass die erste Koppelstange 90 sowie analog auch die zweite Koppelstange 100 den Antriebsachsenbereich 220, in dem die Antriebsachse 210 des Antriebs 200 die Schwenkebene E der beiden Koppelstangen durchsetzt, hindurchschwenken kann, ist der Antrieb 200 so angeordnet, dass er ausschließlich mit der in der Figur 3 unteren Getriebeplatte 160 mittelbar oder unmittelbar in Verbindung steht. Mit anderen Worten erstreckt sich der Antrieb 200 also nicht in den Antriebsachsenbereich 220 hinein bzw. nicht in den Raumbereich zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160. Der Raumbereich zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160 ist somit antriebsfrei.
  • [0035]
    Die mechanische Kopplung zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160 wird durch die beiden Verbindungsstangen 70 und 80 bereitgestellt, so dass bei einem Drehen der unteren Getriebeplatte 160 um die Antriebsachse 210 auch die obere Getriebeplatte 150 entsprechend mitgedreht wird. Durch ein solches Verdrehen werden die beiden Verbindungsstangen 70 und 80 um die Antriebsachse 210 herumgeschwenkt, so dass es zu einer Schwenkbewegung auch der zugeordneten Koppelstangen 90 und 100 kommt.
  • [0036]
    In der Figur 4 ist eine andere Sicht auf das Getriebe 60 gezeigt. Bei dieser Darstellung sind sowohl die erste Verbindungsstange 70 als auch die zweite Verbindungsstange 80 sowie die damit verbundenen Koppelstangen 90 und 100 dargestellt. Es lässt sich erkennen, dass bei der Darstellung gemäß Figur 4 die erste Koppelstange 90 in den Antriebsachsenbereich 220 hineingeschwenkt ist und somit die Antriebsachse 210 kreuzt. Die zweite Koppelstange 100 ist aus dem Antriebsachsenbereich 220 herausgeschwenkt.
  • [0037]
    Der Abstand zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160, die parallel, zumindest annähernd parallel, angeordnet sind, ist in der Figur 3 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet.
  • [0038]
    In der Figur 1 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass die Hochspannungsanordnung 100 ein Gehäuse 300 mit einer Mittelachse 310 aufweist. Die Mittelachse 310 verläuft durch die Gehäusemitte und bildet vorzugsweise eine Symmetrieachse des Gehäuses 300. Mit anderen Worten ist das Gehäuse 300 also vorzugsweise achsensymmetrisch um die Symmetrieachse 310.
  • [0039]
    Das Gehäuse 300 ist mit zwei Gehäuseöffnungen 320 und 330 ausgestattet, die bevorzugt identisch ausgestaltet sind. An der Gehäuseöffnung 320 ist mittels eines Befestigungselementes 340 der dritte Anschluss 50 der Hochspannungsanordnung 10 montiert. An der Gehäuseöffnung 330 ist ein Sichtfenster 350 angebracht, durch das man in das Gehäuse 300 hineinsehen kann, um den Schaltzustand der Schalteinrichtung 20 zu prüfen.
  • [0040]
    Dadurch, dass die beiden Gehäuseöffnungen 320 und 330 identisch ausgestaltet ist, ist es möglich, die Montage des dritten Anschlusses 50 und die Montage des Sichtfensters 350 zu vertauschen: Im Unterschied zu der Darstellung gemäß der Figur 1 können also das Befestigungselement 340 sowie der dritte Anschluss 50 auch an der Gehäuseöffnung 330 und das Sichtfenster 350 an der Gehäuseöffnung 320 montiert werden.
  • [0041]
    Eine solche Montage des Befestigungselementes 340 und des Sichtfensters 350 ist in der Figur 2 dargestellt. Es lässt sich in der Figur 2 erkennen, dass nun der dritte Anschluss 50 mittels des Befestigungselementes 340 an der Gehäuseöffnung 330 montiert ist. Das Sichtfenster 350 befindet sich in der Gehäuseöffnung 320.
  • [0042]
    Um das Zusammenwirken des dritten Anschlusses 50 mit der Schalteinrichtung 20 zu gewährleisten, ist diese um 180° verschwenkt montiert, indem das Gehäuse 60 um 180° geschwenkt auf den Antrieb 200 aufgesetzt worden ist. Ein solches Verschwenken des Getriebes 60 und der Schalteinrichtung 20 um 180° ist möglich, da nämlich der Antrieb 200 und die Antriebsachse 210 in der Gehäusemitte, also auf der Mittelachse 310, angeordnet sind. Wäre die Antriebsachse 210 außermittig angeordnet, so wäre ein Schwenken des Getriebes 60 in der beschriebenen Weise nicht möglich.
  • [0043]
    Darüber hinaus ist ersichtlich, dass die Anordnung des Kontaktelements 110 in dem Getriebe 60 derart gewählt ist, dass das Verschieben des ersten Kontaktelements 110 entlang der Mittelachse 310 erfolgt. Der Verschiebeweg Δx liegt also mit anderen Worten auf der Mittelachse 310. Durch die entsprechende Anordnung des Verschiebewegs Δx bzw. die entsprechende Anordnung des ersten Kontaktelements 110 wird ebenfalls die bereits erläuterte Verschwenkbarkeit des Getriebes 60 bzw. die Verschwenkbarkeit der Schalteinrichtung 20 insgesamt um die Mittelachse 310 gewährleistet.
  • [0044]
    Darüber hinaus lässt sich der Figur 1 entnehmen, dass der Verschiebeweg Δx des ersten Kontaktelements 110 senkrecht zur der Antriebsachse 210 verläuft; entsprechendes gilt für den Verschiebeweg des zweiten Kontaktelements 120, der ebenfalls senkrecht zur Antriebsachse 210 ausgerichtet ist.
  • [0045]
    Die Größe der beiden Gehäuseöffnungen 320 und 330 ist vorzugsweise derart gewählt, dass durch das Sichtfenster 350 hindurch sowohl die Stellung des ersten Kontaktelements 110 als auch die Stellung des zweiten Kontaktelements 120 erkennbar ist, um von außen auf optischem Wege die Schaltstellung der Schalteinrichtung 20 überprüfen zu können. Eine bevorzugte Ausgestaltung und Anordnung der beiden Gehäuseöffnungen 320 und 330 wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 7 noch näher erläutert.
  • [0046]
    In der Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Hochspannungsanordnung dargestellt. Man erkennt, dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuse 300 eine Mittelachse aufweist und vorzugsweise achsensymmetrisch, zumindest im Wesentlichen achsensymmetrisch, ausgestaltet ist, so dass eine Montage des Sichtfensters 350 sowohl an der Gehäuseöffnung 330 als auch an der Gehäuseöffnung 320 möglich ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist das Sichtfenster 350 an der Gehäuseöffnung 330 und der dritte Anschluss 50 an der Gehäuseöffnung 320 montiert.
  • [0047]
    Die Figur 5 zeigt eine erste Schaltstellung der Schalteinrichtung 20 der Hochspannungsanordnung 10. Bei dieser ersten Schaltstellung verbindet die Schalteinrichtung 20 den ersten Anschluss 30 mit dem zweiten Anschluss 40, indem die Schalteinrichtung 20 das Kontaktelement 110 in Richtung des zweiten Anschlusses 40 verschiebt. Die entsprechende Verschiebung wird von der ersten Koppelstange 90 hervorgerufen, die von der Verbindungsstange 70 in Richtung des zweiten Anschlusses 40 geschoben wird.
  • [0048]
    Durch die entsprechende Drehbewegung der beiden Getriebeplatten 150 und 160 wird auch die Verbindungsstange 80 geschwenkt, wodurch eine Schwenkbewegung der zweiten Koppelstange 100 bewirkt wird. So lässt sich in der Figur 5 erkennen, dass die zweite Koppelstange 100 in den Antriebsachsenschwenkbereich 220 des Getriebes 60 geschwenkt wird und dabei die Antriebsachse 210 des Antriebs 200 kreuzt. Ein solches Verschwenken der zweiten Koppelstange 100 ist möglich, da der Raum zwischen den beiden Getriebeplatten 150 und 160 frei ist und sich der Antrieb 200 nicht in diesen Bereich hineinerstreckt.
  • [0049]
    Durch die in der Figur 5 dargestellte Schwenkbewegung der zweiten Koppelstange 100 wird das zweite Kontaktelement 120 von dem dritten Anschluss 50 weggezogen und in das Gehäuse des Getriebes 60 hineingezogen. Das zweite Kontaktelement 120 hat somit keinen elektrischen Kontakt mit dem dritten Anschluss 50. Durch die beschriebene Kinematik, die durch die Anordnung der beiden Verbindungsstangen 70 und 80 auf den Getriebeplatten 150 und 160 hervorgerufen wird, ist die Schiebebewegung bzw. der Verschiebeweg der beiden Kontaktelemente 110 und 120 ungleich. Mit anderen Worten wird - ausgehend von der dritten (neutralen) Schaltstellung, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist - bei einem Einstellen der ersten Schaltstellung, wie sie in der Figur 5 gezeigt ist, der Verschiebeweg Δx des ersten Kontaktelements 110 deutlich größer sein als der Verschiebeweg Δl des zweiten Kontaktelements 120, das in das Gehäuse des Getriebes 60 hineingezogen wird.
  • [0050]
    Der verkürzte Verschiebeweg des zweiten Kontaktelements 120 reduziert den Kraftaufwand und damit die Verstellenergie, die für ein Umstellen der Schalteinrichtung 20 erforderlich ist. Mit anderen Worten stellt die Kinematik des Getriebes 60 sicher, dass - ausgehend von der dritten Schaltstellung - das wegzubewegende bzw. zu trennende Kontaktelement nur so weit bewegt werden muss, wie dies zu einem Trennen der elektrischen Verbindung erforderlich ist. Das Kontaktelement, das eine elektrische Verbindung herstellen soll, wird im Unterschied dazu jedoch voll ausgelenkt bzw. mehr verschoben.
  • [0051]
    Die Figur 6 zeigt die zweite Schaltstellung der Schalteinrichtung 20 gemäß Figur 5. Man erkennt, dass in dieser zweiten Schaltstellung der erste Anschluss 30 mit dem dritten Anschluss 50 verbunden ist. Aufgrund der elektrischen Verbindung des dritten Anschlusses 50 mit dem Gehäuse 300 der Hochspannungsanordnung 10 bildet der dritte Anschluss 50 einen
  • [0052]
    Erdungsanschluss, wodurch in der zweiten Schaltstellung gemäß Figur 6 der erste Anschluss 30 geerdet wird. Der zweite Anschluss 40 bleibt in der zweiten Schaltstellung unverbunden und beispielsweise potentialfrei.
  • [0053]
    In der Figur 6 lässt sich ebenfalls die Arbeitsweise des Getriebes 60 und die Schwenkbewegung der beiden Koppelstangen 90 und 100 gut erkennen. So sieht man, dass bei der zweiten Schaltstellung die erste Koppelstange 90 den Antriebsachsenbereich durchschwenkt bzw. durch diesen hindurchtaucht und somit die Antriebsachse 210 des Antriebs 200 kreuzt.
  • [0054]
    Durch die vom Getriebe 60 bereitgestellte Kinematik wird auch hier erreicht, dass der Verstellweg des einzuschaltenden Kontaktelements, hier des zweiten Kontaktelements 120, größer ist als der Verstellweg des zu trennenden Kontaktelements, hier des ersten Kontaktelemente 110. So wird durch den Bewegungsablauf innerhalb des Getriebes 60 der Verstellweg des zu trennenden Kontakts reduziert, sobald er in den Bereich des Gehäuses des Getriebes 60 eintaucht.
  • [0055]
    Auch in der Figur 6 lässt sich - angedeutet durch Pfeile P1 und P2 - gut erkennen, dass die Größe der beiden Gehäuseöffnungen 320 und 330 sowie auch deren Anordnung derart gewählt sind, dass man durch das Sichtfenster 350 hindurch sowohl die Stellung des ersten Kontaktelements 110 als auch die Stellung des zweiten Kontaktelements 120 erkennen kann.
  • [0056]
    In der Figur 7 ist die dritte Schaltstellung der Schalteinrichtung 20 der Hochspannungsanordnung 10 gemäß Figur 5 dargestellt. Bei dieser dritten Schaltstellung sind die drei Anschlüsse 30, 40 und 50 unverbunden. Die sich bei einer solchen Schaltstellung ergebende Position bzw. Auslenkung der beiden Koppelstangen 90 und 100 ist in einer Seitenansicht noch mal schematisch in der Figur 8 dargestellt.
  • [0057]
    Um ein Erkennen der Schaltstellung der Schalteinrichtung 20 zu vereinfachen, kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Gehäuse des Getriebes 60 Öffnungen aufweist, durch die man in das Getriebe hineinschauen kann, um die Stellung der Kontaktelemente zu bestimmen. Auf diese Möglichkeit weisen in den Figuren 5-7 die Pfeile P1 und P2 hin.
  • [0058]
    Anhand der Figuren 1 bis 8 wurde die Funktionsweise der Hochspannungsanordnung 10 für einen einzigen elektrischen Pol erläutert. Nachfolgend soll nun noch beispielhaft erklärt werden, dass auch eine mehrpolige Hochspannungsanordnung möglich ist, indem beispielsweise die Antriebseinrichtungen kaskadiert werden.
  • [0059]
    In der Figur 9 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Hochspannungsanordnung gezeigt, bei der für die drei Pole einer dreipoligen Energieübertragungseinrichtung drei Schalteinrichtungen 20, 20' und 20'' vorgesehen sind. Jede der Schalteinrichtungen 20, 20' und 20'' weist jeweils ein Getriebe 60, 60' und 60'' auf, wobei jedes Getriebe jeweils mit zwei Getriebeplatten 150, 160, 150', 160', 150'' und 160'' ausgestattet ist. Wie sich in der Figur 9 erkennen lässt, ist lediglich die in der Figur 9 untere Schalteinrichtung 20 unmittelbar mit dem Antrieb 200 der Hochspannungsanordnung 10 verbunden. Die übrigen Schalteinrichtungen 20' und 20'' stehen mit dem Antrieb 200 nur mittelbar in Verbindung, nämlich über Antriebskoppelelemente 400 und 400', die die Getriebe 60, 60' und 60'' untereinander verbinden.
  • [0060]
    Die Funktionsweise der Hochspannungsanordnung gemäß Figur 9 kann beispielsweise wie folgt aussehen: Wird der Antrieb 200 in Betrieb genommen, so wird dadurch die Getriebeplatte 160 des unteren Getriebes 60 gedreht, was zwangsweise auch zu einem Verdrehen der oberen Getriebeplatte 150 des Getriebes 60 zur Folge hat. Da die obere Getriebeplatte 150 des Getriebes 60 mit der unteren Getriebeplatte 160' des Getriebes 60' verbunden ist, wird sich auch diese untere Getriebeplatte 160' mitdrehen, sobald der Antrieb 200 aktiv ist. Dies führt wiederum zu einem Mitschwenken der oberen Getriebeplatte 150' des Getriebes 60' sowie über das zweite Antriebskoppelelement 400' auch zu einem Verschwenken der beiden Getriebeplatten 150'' und 160'' des zweiten Getriebes 60''.
  • [0061]
    Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass sich durch die kaskadierte Anordnung der Schalteinrichtungen 20, 20' und 20'' eine dreipolige Hochspannungsanordnung bereitstellen lässt, bei der der Antrieb 200 und die Antriebsachse 210 im Bereich der Mittelachse 310 bzw. der Symmetrieachse des Gehäuses 300 angeordnet werden können. Durch eine Anordnung der Antriebsachse 210 im Bereich der Mittelachse 310 lässt sich erreichen, dass sich - eine entsprechende Ausgestaltung des Getriebes 60 vorausgesetzt - das Getriebe 60 in unterschiedlichen Ausrichtungen innerhalb des Gehäuses 300 der Hochspannungsanordnung montieren lässt.
    • Bezugszeichenliste
  • [0062]
    • 10
    Hochspannungsanordnung
    20
    Schalteinrichtung
    20'
    Schalteinrichtung
    20''
    Schalteinrichtung
    30
    Anschluss
    40
    Anschluss
    50
    Anschluss
    60
    Getriebe
    60'
    Getriebe
    60''
    Getriebe
    70
    Verbindungsstange
    80
    Verbindungsstange
    90
    Koppelstange
    100
    Koppelstange
    110
    Kontaktelement
    120
    Kontaktelement
    150
    Getriebeplatte
    150'
    Getriebeplatte
    150''
    Getriebeplatte
    160
    Getriebeplatte
    160'
    Getriebeplatte
    160''
    Getriebeplatte
    200
    Antrieb
    210
    Antriebsachse
    220
    Antriebsachsenbereich
    300
    Gehäuse
    310
    Mittelachse / Symmetrieachse
    320
    Gehäuseöffnung
    330
    Gehäuseöffnung
    340
    Befestigungselement
    350
    Sichtfenster
    400
    Antriebskoppelelement
    400'
    Antriebskoppelelement
    E
    Schwenkebene
    A
    Abstand
    Δx
    Verschiebeweg
    Δl
    Verschiebeweg
    P1
    Pfeil
    P2
    Pfeil

Claims (6)

  1. Hochspannungsanordnung (10) mit zumindest einer Schalteinrichtung (20), einem Gehäuse (300)und einem Antrieb (200) für die Schalteinrichtung, wobei
    - die Schalteinrichtung ein Getriebe (60) aufweist, womit sich die Schaltstellung der Schalteinrichtung verändern lässt, wobei die Schalteinrichtung in einer ersten Schaltstellung einen ersten Anschluss (30) mit einem zweiten Anschluss (40) und in einer zweiten Schaltstellung den ersten Anschluss (30) mit einem dritten Anschluss (50) verbindet und in einer dritten Schaltstellung die drei Anschlüsse (30, 40, 50) unverbunden lässt, wobei
    - der Antrieb (200) in dem Gehäuse (300) auf einer durch die Gehäusemitte des Gehäuses (300) verlaufenden Mittelachse (310) angeordnet ist und die Antriebsachse (210) senkrecht auf der Mittelachse steht und
    - der Verschiebeweg (Δx, Δl) eines der elektrischen Kontaktelemente (110, 120) auf der Mittelachse (310) und parallel zu dieser liegt.
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (300) achsensymmetrisch ist und die Mittelachse (310) eine Symmetrieachse des Gehäuses (300) bildet.
  2. Hochspannungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeweg der beiden elektrischen Kontaktelemente senkrecht zu der Antriebsachse (210) des Antriebs (200) steht.
  3. Hochspannungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Gehäuse (300) eine erste Gehäuseöffnung (320) und eine zweite Gehäuseöffnung (330) aufweist,
    - wobei sowohl die erste als auch die zweite Gehäuseöffnung geeignet sind, an ihnen wahlweise ein Sichtfenster (350) oder einen Erdungskontaktanschluss (50) anzubringen.
  4. Hochspannungsanordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Gehäuse (300) achsensymmetrisch ist und
    - die erste Gehäuseöffnung (320) und die zweite Gehäuseöffnung (330) bezüglich der Symmetrieachse (310) einander gegenüberliegen.
  5. Hochspannungsanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 3-4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontaktanschluss den dritten Anschluss (50) der Hochspannungsanordnung (10) bildet, der durch die Schalteinrichtung (20) mit dem ersten Kontakt (30) verbindbar ist.
  6. Hochspannungsanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 3-5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseöffnungen (320, 330) und ein in eines der beiden Gehäuseöffnungen eingesetztes Sichtfenster (350) derart dimensioniert und ausgerichtet sind, dass durch das Sichtfenster hindurch sowohl die Stellung eines ersten elektrischen Kontaktelements (110), das den ersten Anschluss(30) und den zweiten Anschluss (40) miteinander verbinden kann, als auch die Stellung eines zweiten elektrischen Kontaktelements (120), das den ersten Anschluss (30) und den dritten Anschluss (50) miteinander verbinden kann, von außen erkennbar ist.
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