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Title:
ASSEMBLY AND METHOD FOR DRIVING AN ELECTRIC SWITCHING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/016842
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an assembly (1) and a method for driving an electric switching device with two contact parts (3, 4), of which at least one contact part (4) is moveably mounted. The assembly (1) also comprises a device (5) for generating and/or storing movement energy, which is connected to a first (6) and a second moveable element (8), wherein the second moveable element (8) is designed to transmit a mechanical force, for switching the electric switching device, to the at least one moveable contact part (4) via a coupling element (11). The second moveable element (8) is designed in the form of a cylinder, and the coupling element (11) is eccentrically secured to the cylinder of the second moveable element (8). The first moveable element (6) is arranged on the outer circumference of the second moveable element (8), and is mechanically connected to the device (5) for generating and/or storing movement energy.

Inventors:
BINNER LUKAS (DE)
LAST PHILIPP (DE)
LESSER MAURICE (DE)
LUTZKE GUNNAR (DE)
SCHRIEK UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/066162
Publication Date:
February 02, 2017
Filing Date:
July 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01H33/42; H01H3/40; H01H3/42
Foreign References:
EP0696040A11996-02-07
DE29711407U11997-09-04
EP1879207A12008-01-16
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Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung (1) zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung mit zwei Kontaktstücken (3, 4), von denen wenigstens ein Kontaktstück (4) beweglich gelagert ist,

wobei die Anordnung (1) eine Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie umfasst, welche mit einem ersten (6) und einem zweiten bewegbarem Element (8) verbunden ist,

wobei das zweite bewegbare Element (8) ausgebildet ist, um über ein Koppelelement (11) eine mechanische Kraft zum Schal¬ ten der elektrischen Schalteinrichtung an das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück (4) zu übertragen,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite bewegbare Element (8) in Form eines Zylinders aus¬ gebildet ist und das Koppelelement (11) exzentrisch an dem Zylinder des zweiten bewegbare Elements (8) befestigt ist so¬ wie das erste bewegbare Element (6) am äußeren Umfang des zweiten bewegbaren Elements (8) angeordnet und mechanisch mit der Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste bewegbare Element (6) eine Zahnstange und/oder ein Schneckenantriebszylinder ist oder umfasst, und/oder dass das zweite bewegbare Element (8) ein Zahnrad, insbesondere ein Ritzel ist oder umfasst, und/oder dass das Koppelelement (11) eine Antriebsstange ist oder umfasst.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie eine mechanische Feder und/oder einen Motor, insbesondere einen elektrischen Motor und/oder einen Linearmotor umfasst.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

das wenigstens eine, beweglich gelagerte Kontaktstück (4) ein Leistungsschalterpol, insbesondere eines Hochspannungsleis- tungsschalters ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste bewegbare Element (6) eine Zahnstange ist mit line- ar in einer Längsrichtung der Zahnstange angeordneten Zähnen (7), und kraftschlüssig, insbesondere formschlüssig und/oder schlupffrei in die Zähne (7) der Zahnstange Zähne (10) des zweiten bewegbaren Elements (8), insbesondere ausgebildet als Zahnrad, greifen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite bewegbare Element (8) freilaufend auf dem ersten bewegbaren Element (6) angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Koppelelement (11) derart exzentrisch an dem zweiten be¬ wegbaren Element (8) angeordnet ist, das pro 180°-Drehung des zweiten bewegbaren Elements (8) eine, insbesondere genau eine Schalthandlung durch das Koppelelement (11) bewirkt ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Längsachse des ersten bewegbaren Elements (6) und eine Längsachse der Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie parallel, insbesondere identisch sind . 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des ersten bewegbaren Elements (6) im Wesent¬ lichen senkrecht zu einer Längsachse des Koppelelements (11) ist . 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

durch eine Bewegung des ersten bewegbaren Elements (6) in eine Bewegungsrichtung (14) eine Aus-Ein-, insbesondere eine Aus-Ein-Aus-Schalthandlung bewirkt ist, insbesondere durch Bewegung des Koppelelements (11) in eine dritte (16) und eine entgegengesetzte, zweite Bewegungsrichtung (15), insbesondere jeweils bei 180°-Drehung des zweiten bewegbaren Elements (8).

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

durch eine Bewegung des ersten bewegbaren Elements (6) in eine Bewegungsrichtung (17), insbesondere eine zur Bewegungs¬ richtung (14) zum Schalten entgegengesetzte Bewegungsrichtung (17), ein Laden, insbesondere ein Spannen der Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie bewirkt ist .

12. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung mit zwei Kontaktstücken (3, 4) sowie wenigstens einer mecha¬ nisch verbundenen Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie, wobei durch kraftübertragende Elemente (6, 8, 11) eine erste Bewegung mit einer ersten Richtung (14), welche von der Einrichtung (5) zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie bereitgestellt wird, umgewandelt wird in eine Bewegung zum Antreiben wenigstens eines der zwei Kontaktstücke (4) für einen Schaltvorgang, dadurch gekennzeichnet, dass

die erste Bewegung mit der ersten Richtung (14) umgewandelt wird in eine Bewegung mit einer zweiten Richtung (15) zum Antreiben des wenigstens einen Kontaktstücks (4) für einen Einschaltvorgang und darauffolgend die erste Bewegung mit der ersten Richtung (14) umgewandelt wird in eine Bewegung mit einer dritten Richtung (16) zum Antreiben des wenigstens einen Kontaktstücks (4) für einen Ausschaltvorgang.

Description:
Beschreibung

Anordnung und ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung mit zwei Kontaktstücken, von denen wenigstens ein Kontaktstück beweglich gelagert ist. Die Anordnung umfasst eine Einrich- tung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie, welche mit einem ersten und einem zweiten bewegbarem Element verbunden ist, wobei das zweite bewegbare Element ausgebildet ist, um über ein Koppelelement eine mechanische Kraft zum Schalten der elektrischen Schalteinrichtung an das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück zu übertragen.

Elektrische Schalteinrichtungen, insbesondere Hochspannungs- Leistungsschalter umfassen Schaltkontakte, welche jeweils aus wenigstens zwei Kontaktstücken bestehen. Zum Schalten ist we- nigstens ein Kontaktstück beweglich angeordnet. Zum Einschal ¬ ten, d. h. der Herstellung eines elektrischen Kontakts, werden die jeweils zwei Kontaktstücke aufeinander zubewegt, durch eine Bewegung eines Kontaktstücks oder durch Bewegung beider Kontaktstücke gleichzeitig, bis diese in Kontakt zuei- nander stehen. Beim Ausschalten, d. h. bei der Trennung eines elektrischen Kontakts, werden die jeweils zwei Kontaktstücke voneinander wegbewegt bis der elektrische Kontakt ohne elekt ¬ rische Überschläge getrennt ist. Die Bewegungsenergie eines oder beider Kontaktstücke wird durch eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie bereitgestellt. Diese kann eine Feder zum Speichern von mechanischer Energie umfassen, welche vorgespannt ist und/oder welche durch eine Spanneinrichtung, z. B. in Verbindung mit einem Elektromotor vorgespannt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die mechanische Energie zur Bewe ¬ gung der Kontaktstücke auch durch einen Motor, insbesondere einen Elektromotor direkt zur Verfügung gestellt werden. Bei Drehmotoren wird die Bewegungsenergie unter anderem über Umlenkeinrichtungen wie Seilzüge übertragen. Bei Linearmotoren kann die Bewegungsenergie direkt auf ein Gestänge übertragen werden. Zum Umformen der Bewegungsrichtung und Kraft werden unter anderem Getriebe verwendet.

Aus der DE 197 53 177 AI ist eine elektrische Schalteinrichtung bekannt, bei welcher die Bewegungsenergie von der Ein- richtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie, insbesondere einem Kurbelantrieb oder einer Motorsteue ¬ rung, auf das bewegliche Kontaktstück über ein Gestänge mit Gelenken, Hebeln und Wellen übertragen wird. Die beschriebene Anordnung und das Verfahren zum Antreiben der elektrischen Schalteinrichtung ermöglichen eine Änderung der Bewegungsrichtung, der Beschleunigung des beweglichen Kontaktstücks und die Übertragung einer ausreichend großen Kraft zum Bewe ¬ gen des Kontaktstücks. Eine Anordnung mit Gelenken, Hebeln und Wellen wie im Stand der Technik beschrieben erfordert eine große Zahl von Teilen. Eine Übertragung und Umformung von Kraft allein durch ein Gestänge mit Gelenken, Hebeln und Wellen birgt die Gefahr von Verkanten oder Verklemmen von Teilen, wodurch die Zuverläs- sigkeit des Antriebs reduziert ist. Eine genaue Einstellung der Kraft und eines Beschleunigungsprofils des beweglichen Kontaktstücks ist aufwendig. Über die Gelenk-Mechanik können Vibrationen auf das Kontaktstück übertragen werden, welche zu einer Beschädigung des Kontaktstücks führen können, bis hin zu einer Zerstörung des Kontakts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme lö- sen. Insbesondere ist es Aufgabe, einen Antrieb bzw. eine An ¬ ordnung zum Antreiben der elektrischen Schalteinrichtung anzugeben, welche/r ein zuverlässiges Schalten durch zuverläs- sige Übertragung der Bewegungsenergie von der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie auf das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück ermöglicht. Weiterhin ist es eine Aufgabe, eine einfache Anordnung anzugeben, wel- che die Übertragung von Vibrationen auf das Kontaktstück verhindert oder zumindest reduziert. Dadurch kann eine Beschädi ¬ gung des Kontaktes verhindert werden. Weiterhin ist es Aufga ¬ be, mit Hilfe der Anordnung ein vorbestimmtes Beschleunigungsprofil am Kontaktstück zu erzeugen und/oder die Bewe- gungsrichtung und Kraft entsprechend der Anordnung der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie relativ zu der Bewegung des Kontaktstücks über die Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung den

Schalterfordernissen anzupassen. Insbesondere ist es Aufgabe, eine Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung anzugeben, welche aus einer bereitgestellten Bewegung durch die Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie in einer festen Richtung eine Bewegung des Kontaktstücks mit entgegengesetzten Richtungen beim Ein- und Ausschalten erzeugt.

Die angegebenen Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder des Verfahrens zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Haupt- ansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung umfasst zwei Kontaktstücke, von denen wenigstens ein Kontaktstück beweglich gelagert ist. Die An ¬ ordnung umfasst des Weiteren eine Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie, welche mit einem ersten und einem zweiten bewegbarem Element verbunden ist, wobei das zweite bewegbare Element ausgebildet ist, um über ein Koppelelement eine mechanische Kraft zum Schalten der elektrischen Schalteinrichtung an das wenigstens eine beweg- liehe Kontaktstück zu übertragen. Das zweite bewegbare Ele ¬ ment ist in Form eines Zylinders ausgebildet und das Koppel ¬ element ist exzentrisch an dem Zylinder des zweiten bewegbaren Elements befestigt. Das erste bewegbare Element ist am äußeren Umfang des zweiten bewegbaren Elements angeordnet und mechanisch mit der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie verbunden.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht ein zuverlässiges Schalten durch eine zuverlässige Übertragung der Bewegungs- energie von der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie auf das wenigstens eine bewegliche Kon ¬ taktstück. Die Gefahr des Verklemmens oder Verkantens und da ¬ mit Blockierens von Elementen, wie sie bei einer Übertragung der Bewegung allein durch Hebelelemente besteht, ist zumin- dest reduziert. Die Entstehung und Übertragung auf das Kon ¬ taktstück von Vibrationen durch Hebelbewegungen wird durch die erfindungsgemäße Anordnung verhindert oder zumindest re ¬ duziert. Dadurch kann eine Beschädigung des Kontaktes verhindert werden. Mit Hilfe der Anordnung kann ein vorbestimmtes Beschleunigungsprofil am Kontaktstück erzeugt werden. Über die Auswahl der Form und Art der bewegbaren Elemente sind unterschiedliche Beschleunigungen zu verschiedenen Zeitpunkten der Bewegung des Kontaktstücks realisierbar. Die Bewegungs ¬ richtung und Kraft können entsprechend der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie relativ zu der Bewegung des Kontaktstücks über die Anordnung den Schalterfordernissen angepasst werden. Durch die Anordnung kann aus einer bereitgestellten Bewegung in einer festen Richtung durch die Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Be- wegungsenergie eine Bewegung des Kontaktstücks mit entgegen ¬ gesetzten Richtungen beim Ein- und Ausschalten erzeugt werden . Das erste bewegbare Element kann eine Zahnstange und/oder ein Schneckenantriebszylinder sein oder umfassen. Das zweite bewegbare Element kann ein Zahnrad, insbesondere ein Ritzel sein oder umfassen. Das Koppelelement kann eine Antriebsstange sein oder umfassen. Diese Elemente sind insbesondere gut geeignet, die zuvor beschriebenen Vorteile der erfindungsge ¬ mäßen Anordnung zu realisieren. Eine Zahnstange oder ein Schneckenantriebszylinder in Verbindung mit einem Zahnrad er- möglicht eine zuverlässige Kraftübertragung, wobei über die Form, Größe und den Abstand der Zähne unterschiedliche Bewe ¬ gungsprofile realisierbar sind. Die Zähne können regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein und/oder gleiche oder ver ¬ schiedene Größen Aufweisen, wobei in letzteren Fällen ein un- gleichmäßiges Bewegungsprofil mit wenig Aufwand realisierbar ist. Die Form des Zahnrades, insbesondere mit kreisrundem oder elliptischem Umfang, kann ebenfalls gewählt werden, um bestimmte Bewegungsprofile zu erzeugen. Die Wahl einer An ¬ triebsstange als Koppelelement ermöglicht einen einfachen, kostengünstigen, stabilen Aufbau und eine zuverlässige Kraft ¬ übertragung auf das bzw. die bewegbaren Kontaktstücke. Dabei kann als Antriebsstange eine Profilstange, z. B. mit T- oder doppel-T-Profil und/oder ein kreisrundes oder abgeflachtes Voll- oder Hohlrohr verwendet werden.

Die Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie kann eine mechanische Feder und/oder einen Mo ¬ tor, insbesondere einen elektrischen Motor und/oder einen Linearmotor umfassen. Eine Feder kann im vorgespannten Zustand über lange Zeit Bewegungsenergie speichern und diese zuver ¬ lässig abgeben. Insbesondere Spiralfedern sind dazu geeignet, große Kräfte bzw. Bewegungsenergien zu speichern. Motoren sind ebenfalls geeignet, Bewegungsenergie zur Verfügung zu stellen, wobei eine zuverlässige Energieversorgung des Motors gewährleistet sein muss. Motoren können gesteuert oder gere ¬ gelt zeitlich veränderliche Bewegungsprofile erzeugen. Das wenigstens eine, beweglich gelagerte Kontaktstück kann ein Leistungsschalterpol, insbesondere eines Hochspannungs- leistungsschalters sein. Dabei kann ein Hauptstromkontakt ¬ stück allein oder zusammen mit einem Gegenkontaktstück ange- trieben werden und/oder ein oder mehrere Lichtbogenkontaktstücke .

Das erste bewegbare Element kann eine Zahnstange mit linear in einer Längsrichtung der Zahnstange angeordneten Zähnen sein und kraftschlüssig, insbesondere formschlüssig und/oder schlupffrei können in die Zähne der Zahnstange Zähne des zweiten bewegbaren Elements, insbesondere ausgebildet als Zahnrad, greifen. Die Vorteile sind wie zuvor beschrieben ei ¬ ne hohe Zuverlässigkeit bei der Kraftübertragung, eine Anpas- sung der Kraft wie bei einem Getriebe sowie die Möglichkeit der Erzeugung von Bewegungsprofilen durch unregelmäßige Anordnung bzw. unterschiedliche Größen der Zähne auf der Zahnstange . Das zweite bewegbare Element kann freilaufend auf dem ersten bewegbaren Element angeordnet sein.

Das Koppelelement kann derart exzentrisch an dem zweiten bewegbaren Element angeordnet sein, dass pro 180° Drehung des zweiten bewegbaren Elements eine, insbesondere genau eine Schalthandlung durch das Koppelelement bewirkt wird.

Durch eine Bewegung des ersten bewegbaren Elements in eine Bewegungsrichtung kann eine Aus-Ein, insbesondere eine Aus- Ein-Aus-Schalthandlung bewirkt sein. Es können auch andere

Schaltfolgen realisiert werden. Die Zahl der Schalthandlungen ist unter anderem bei Verwendung einer Zahnstange mit Zahnrad begrenzt durch die maximale Zahl der Umläufe des Zahnrades auf der Zahnstange, d. h. der Länge der Zahnstange und dem Umfang des Zahnrads. Eine Aus-Ein-Schaltfolge kann durch Be ¬ wegung des Koppelelements in eine dritte und darauffolgend eine entgegengesetzte, zweite Bewegungsrichtung realisiert werden. Dabei kann eine Schalthandlung jeweils bei 180°- Drehung des zweiten bewegbaren Elements erfolgen, d. h. eine Aus-Ein-Schalthandlung kann mit einem vollständigen Umlauf bzw. einer 360°-Drehung des Zahnrades erfolgen. Analoges gilt für die Verwendung anderer Arten von ersten und zweiten bewegbaren Elementen.

Eine Längsachse des ersten bewegbaren Elements und eine

Längsachse der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie können parallel, insbesondere identisch sein. Die Anordnung des ersten bewegbaren Elements mit seiner Längsachse auf der Längsachse der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie, insbesondere der Achse in deren Richtung die Kraft der Einrichtung zum Erzeu- gen und/oder Speichern von Bewegungsenergie wirkt, ermöglicht eine direkte Kopplung, ohne dass eine Kraftrichtungsänderung erfolgen muss und dafür notwendige weitere Zwischenelemente verwendet werden müssen. Dies führt zu einer Anordnung mit wenigen Elementen, einer Kostenersparnis und einer Erhöhung der Zuverlässigkeit gegenüber Anordnungen mit zusätzlichen Elementen .

Eine Längsachse des ersten bewegbaren Elements kann im We ¬ sentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Koppelelements sein. Diese Anordnung, insbesondere in Verbindung mit einem freilaufenden zweiten bewegbaren Element und einem exzentrisch an letzerem angeordnetem Koppelelement in Verbindung mit dem beweglichen, zweiten Kontaktstück, ermöglicht ohne weitere Kraftumlenkeinrichtungen ein Betätigen bzw. Bewegen des Kontaktstücks durch Bewegungsenergie der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie. Die zuvor beschriebenen Vorteile einer Anordnung mit wenigen Elementen werden dadurch einfach realisierbar. Durch eine Bewegung des ersten bewegbaren Elements in eine

Bewegungsrichtung, insbesondere in eine zur Bewegungsrichtung beim Schalten entgegengesetzte Bewegungsrichtung, kann ein Laden, insbesondere ein Spannen der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie bewirkt sein. Insbe ¬ sondere eine Feder kann durch die Bewegung des ersten bewegbaren Elements gespannt bzw. vorgespannt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung, umfasst zwei Kontaktstücke sowie wenigs ¬ tens eine mechanisch verbundene Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie. Durch kraftübertra ¬ gende Elemente wird eine erste Bewegung mit einer ersten Richtung, welche von der Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie bereitgestellt wird, umgewan ¬ delt in eine Bewegung zum Antreiben wenigstens eines der zwei Kontaktstücke für einen Schaltvorgang. Die erste Bewegung mit der ersten Richtung wird umgewandelt in eine Bewegung mit einer zweiten Richtung zum Antreiben des wenigstens einen Kontaktstücks für einen Einschaltvorgang und darauffolgend wird die erste Bewegung mit der ersten Richtung umgewandelt in ei- ne Bewegung mit einer dritten Richtung zum Antreiben des wenigstens einen Kontaktstücks für einen Ausschaltvorgang.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung nach Anspruch 12 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und umgekehrt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sche- matisch in der einzigen Figur dargestellt und nachfolgend nä ¬ her beschrieben.

Dabei zeigt die Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbauprinzips einer Anordnung 1 zum Antreiben einer elektrischen Schalteinrichtung mit einem exzentrisch an einem Zahnrad 8 befestigten Koppelelement 11 zum Bewegen eines Kontaktstücks 4 der Schalteinrichtung.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum An- treiben einer elektrischen Schalteinrichtung vereinfacht schematisch dargestellt. Die Anordnung 1 umfasst eine Feder als Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie 5. An der Feder 5 ist in Expansionsrichtung 14 der Feder 5 eine Zahnstange als ein erstes bewegbares Element 6 befestigt. Die Längsrichtung der Zahnstange 6, entlang der die Zähne 7 der Zahnstange 6 angeordnet sind, entspricht im Wesentlichen der Expansionsrichtung 14 der Feder 5. Die Zahnstange 6 wird bei Ausdehnung der Feder 5 in eine erste Richtung 14, der Richtung der Bewegung zum Schalten bewegt.

In die Zähne 7 der Zahnstange 6 greifen kraftschlüssig, ins ¬ besondere formschlüssig und schlupffrei Zähne 10 eines Zahn ¬ rades 8, welches ein zweites bewegbares Element 8 ist. Das Zahnrad 8 ist freilaufend um seine Rotationsachse 9 auf der Zahnstange 6 angeordnet. Bei Bewegung der Zahnstange 6 in die erste Richtung 14 dreht sich das Zahnrad 8 im Uhrzeigersinn. Das Zahnrad 8 des Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 1 dar ¬ gestellten ist, ist in Form eines Zylinders mit kreisrunder Grundfläche. Die Zähne 10 sind auf der Mantelfläche des Zy- linders angeordnet und die Rotationsachse 9 ist die Mittel ¬ achse des Zylinders mit kreisrunder Grundfläche, senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1.

An der Grundfläche des Zylinders, d. h. dem Zahnrad 8 ist ex- zentrisch eine Stange als Koppelelement 11 beweglich befes ¬ tigt. Der Befestigungspunkt 12 liegt auf einem Radius zwi ¬ schen der Rotationsachse 9 des Zahnrades 8 und dem Radius des Umfangs bzw. der Mantelfläche des zylindrischen Zahnrads 8. Abhängig vom Abstand des Befestigungspunktes 12 von der Rota- tionsachse 9 bewegt sich das Koppelelement 11, bei Drehung des Zahnrads 8, entlang seiner Längsrichtung um einen bestimmten Weg z. B. wie in Fig. 1 gezeigt auf und ab, d. h. in eine zweite und dritte Bewegungsrichtung 15, 16. Die Bewe ¬ gungsrichtungen 15 und 16 sind im Wesentlichen parallel und entgegengesetzt zueinander gerichtet. Die Stange als Koppel ¬ element 11 ist an einem Ende mit dem Zahnrad 8 verbunden und am entgegengesetzten Ende mit einem beweglichen Kontaktstück 4 verbunden, dem zweiten Kontaktstück 4 des Kontakts 2 der elektrischen Schalteinrichtung.

Bei Bewegung des Koppelelements 11 in die zweite Richtung 15 wird bei einem festen ersten Kontaktstück 3 das zweite Kontaktstück 4 in Richtung des ersten Kontaktstücks 3 bewegt, bis beide Kontaktstücke 3, 4 in elektrischem Kontakt stehen, was einer Einschalthandlung bzw. einem Einschaltvorgang der elektrischen Schalteinrichtung entspricht. Bei Bewegung des Koppelelements 11 in die dritte Richtung 16 wird bei einem festen ersten Kontaktstück 3 das zweite Kontaktstück 4 in Richtung vom ersten Kontaktstück 3 weg bewegt, bis der elektrische Kontakt der beiden Kontaktstücke 3, 4 getrennt ist, was einer Ausschalthandlung bzw. einem Ausschaltvorgang der elektrischen Schalteinrichtung entspricht.

Alternativ, was der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht dargestellt ist, können auch beide Kontaktstücke 3, 4 gleichzeitig oder verzögert bewegt werden. Die Kontaktstücke 3, 4 können bei einer Einschalthandlung aufeinander zu bewegt werden, und bei einer Ausschalthandlung voneinander weg bewegt werden.

Bei einer Drehung des Zahnrads 8 bzw. des zweiten bewegbaren Elements 8 um 180° erfolgt eine Schalthandlung, z. B. bei eingeschaltetem Zustand der elektrischen Schalteinrichtung erfolgt ein Ausschaltvorgang und der Kontakt 2 ist darauffol ¬ gend getrennt. Bei ausgeschaltetem Zustand der elektrischen Schalteinrichtung erfolgt ein Einschaltvorgang und der Kontakt 2 ist darauffolgend elektrisch leitend Verbunden.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung 1 kann mit einer Bewe ¬ gung in einer Richtung 14 des ersten bewegbaren Elements 6, d. h. der Zahnstange, aufeinanderfolgend durch Drehung des zweiten bewegbaren Elements 8, d. h. des Zahnrades, in einem Umlaufsinn wie z. B. dem Uhrzeigersinn eine Bewegung des Koppelelements 11 in zwei entgegengesetzte Richtungen 15, 16 er- zeugt werden, und somit eine Ein- und Ausschalthandlung stattfinden. Dabei erfolgen bei einer Umdrehung um 360° zwei unterschiedliche Schalthandlungen, z. B. bei den ersten 180° ein Einschalten und bei den zweiten 180° ein Ausschalten des Kontakts 2.

Es sind bei einer weiteren Drehung um 180° auch Schaltfolgen wie z. B. eine Aus-Ein-Aus-Schaltfolge realisierbar. Analog können Ein-Aus- oder Ein-Aus-Ein-Schaltfolgen realisiert sein. Die Zahl der ausführbaren Schalthandlungen hängt unter anderem von der gespeicherten oder erzeugbaren Bewegungsenergie, z. B. der Feder 5 ab, der Länge bzw. nutzbaren Länge mit Zähnen der Zahnstange 6, und dem Umfang des Zahnrads 7. Die Zahl der möglichen Schalthandlungen ergibt sich unter anderem aus der Zahl der Umdrehungen des Zahnrads 7, welche auf der Zahnstange 6 möglich sind.

Die Bewegung in eine Richtung 14 wird durch die Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie 5 erzeugt, d. h. in unserem Ausführungsbeispiel durch die Feder. Sie treibt die Bewegung der Zahnstange 6 in einer Richtung an. Ein Spannen der Feder 5 nach einer Schaltfolge kann erfolgen, indem die Zahnstange 6 in eine vierte Richtung 17, welche entgegengesetzt der ersten Richtung 14 ist, bewegt wird. Alternativ kann auch ein Motor, z. B. ein Linear- und/oder Elektromotor das erste bewegbare Element 6 antrei ¬ ben .

Ein Beschleunigungsprofil, d. h. eine vorbestimmte Abfolge von unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Geschwindigkeiten der Bewegung des Kontaktstücks 4, ist unter anderem durch die Wahl der Form des zweiten bewegbaren Elements 8 und/oder die Wahl der Größe und des Abstands von Zähnen 7, 10 realisier- bar. Die Form der Grundfläche des zweiten bewegbaren Elements 8, insbesondere des Zahnrads 8 kann z. B. kreisrund oder el ¬ liptisch sein. Die Zähne 7, 10 auf der Zahnstange und/oder des Zahnrads können gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Ab- stand aufweisen, abhängig von dem zu realisierenden Beschleunigungsprofil .

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei ¬ nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können Elemente, wie z. B. das erste und zweite bewegbare Element 6, 8 und/oder das Koppel ¬ element 11 aus Teilelementen bzw. Baugruppen bestehen. Für das erste bewegbare Element 6 kann statt einer Zahnstange ei ¬ ne Stange mit Vertiefungen oder durchgehenden Ausnehmungen verwendet werden, in welche die Zähne 10 des zweiten bewegba ¬ ren Elements 8, insbesondere des Zahnrads eingreifen, insbe ¬ sondere formschlüssig und/oder schlupffrei eingreifen können. Als Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewegungsenergie 5 können neben Elektromotoren und/oder Federn alle Arten von Bewegungsenergiespeichern oder Erzeugungssystemen verwendet werden, wie z. B. Brennstoffmotoren, pneumatische Systeme, piezoelektrische Materialien insbesondere in Verbindung mit elektrischen Speichern, formelastische Werkstoffe und/oder Schwungräder. Weitere mögliche Formen des zy- lindrischen zweiten bewegbaren Elements 8, auf dessen Mantelfläche Zähne analog einem Zahnrad angeordnet sind, sind neben Kreiszylindern und Zylindern mit elliptischer Grundfläche z. B. Zylinder mit allgemein ovaler Grundfläche, insbesondere mit einer Grundfläche im Wesentlichen in Form einer 8. Die Elemente der Anordnung 1 können aus Materialien wie z. B.

Stahl oder stabiler Plastik aufgebaut sein bzw. daraus bestehen . Bezugs zeichenliste

Anordnung zum Antreiben einer elektrischen Schaltein richtung

Kontakt

erstes Kontaktstück

zweites Kontaktstück (beweglich)

Einrichtung zum Erzeugen und/oder Speichern von Bewe gungsenergie, insbesondere Feder

erstes bewegbares Element, insbesondere Zahnstange Zahn der Zahnstange

zweites bewegbares Element, insbesondere Zahnrad Rotationsachse des zweiten bewegbaren Elements Zahn des Zahnrads

Koppelelement

exzentrischer Befestigungspunkt des Koppelelements a dem Zylinder des zweiten bewegbaren Elements

180°-Drehung für eine Schalthandlung

erste Richtung der ersten Bewegung zum Schalten zweite Bewegungsrichtung für Einschaltvorgang dritte Bewegungsrichtung für Ausschaltvorgang vierte Richtung, insbesondere zum Spannen