Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschalter für Mittelspannung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Vakuumschalter ist aus dem DE-GM G 8 535 717 bekannt. In einem zylinderförmigen Gehäuse aus Isolierstoff ist eine Vakuumschaltkammer angeordnet aus welcher ein beweglicher Kontaktstössel herausgeführt ist. Auf diesem Kontaktstössel sitzt eine Leiterhülse, welche über eine Rollenkontaktanordnung mit einem in radialer Richtung aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlussteil elektrisch verbunden ist. Das Anschlussteil weist einen in einen entsprechenden Durchlass im Gehäuse eingesetzten flanschförmigen Anschlusszapfen und einen an diesem festgeschraubten, ringförmigen, im Gehäuse angeordneten Abschnitt auf. Zum flanschförmigen Anschlusszapfen diametral gegenüber liegend, ist am Abschnitt ein Zapfen vorgesehen, welcher in eine sacklochförmige Bohrung im Gehäuse eingreift.
Der ringförmige Abschnitt weist drei gegen innen vorstehende, gleichmässig verteilte, halbzylinderförmige und in axialer Richtung des Gehäuses verlaufende Nasen auf, an welchen je zwei Kontaktrollenpaare der Rollenkontaktanordnung anliegen. An jeder Nase ist ein Rollenkäfig für die Führung der entsprechenden Kontaktrollenpaare vorgesehen, welche sich bei der Betätigung des Kontaktstössels an dieser Nase und an der Leiterhülse abwälzen. Bei der Montage wird der ringförmige Abschnitt mit der daran montierten Rollenkontaktanordnung exzentrisch versetzt in das Gehäuse eingeführt und auf der Höhe der sacklochförmigen Bohrung zentriert, so dass der Zapfen mit dieser in Eingriff kommt. Anschliessend wird der flanschförmige Anschlusszapfen von aussen durch den Durchlass in radialer Richtung in das Gehäuse eingeführt und mit dem ringförmigen Abschnitt verschraubt.
Durch anschliessendes Verschrauben des flanschförmigen Zapfens mit dem Gehäuse wird das Anschlussteil am Gehäuse befestigt. Dieser Vakuumschalter ist aufwendig in der Konstruktion, sowie bei der Montage und benötigt erheblich Platz.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vakuumschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, dessen Konstruktion und Montage erheblich vereinfacht ist und welcher kleiner ausgebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst.
Das Anschlussteil ist an einem Zwischenboden des Gehäuses befestigt. Es sind damit keine in radialer Richtung gegen aussen am Gehäuse vorgesehene Abstützungen und flanschähnliche Ausbildungen notwendig, und die Befestigung kann in einfacher Weise, beispielsweise mittels in axialer Richtung des Gehäuses verlaufenden Schrauben, erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausbildungsform ist das Anschlussteil einstückig ausgebildet und von aussen durch einen radialen Durchlass in das Gehäuse eingeführt. Nebst einer einfachen Ausführungsform des Anschlussteils werden auch zusätzliche Kontaktübergangsstellen vermieden.
Weitere bevorzugte Ausbildungsformen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Vakuumschalter, und
Fig. 2 und 3 in Draufsicht bzw. Untersicht den Vakuumschalter, wobei das Gehäuse entlang der Linie II-II bzw. III-III der Fig. 1 geschnitten dargestellt ist.
Der in den Figuren rein schematisch dargestellte Vakuumschalter für Mittelspannung weist eine in einem zylindrischen Gehäuse 10 aus isolierendem Kunststoff angeordnete Vakuumschaltkammer 12 auf. Oberhalb der Vakuumschaltkammer 12 ist in radialer Richtung ein Anschlusselement 14, parallel dazu und unterhalb der Vakuumschaltkammer 12 ein Anschlussteil 16 aus dem Gehäuse 10 herausgeführt, um die Vakuumschaltkammer 12 mit nicht dargestellten Anschlussleitern oder Sammelschienen elektrisch zu verbinden.
Die im wesentlichen zylinderförmige Vakuumschaltkammer 12, deren Längsachse mit 18 bezeichnet und strichpunktiert angegeben ist, ist allgemein bekannter Bauart und weist in einem Schaltkammergehäuse 20 aus Isolierstoff Schaltkontakte 22, 24 auf (Fig. 1). Der obere feststehende Schaltkontakt 22 ist an der Stirnseite eines Kontaktstiftes 26 angeordnet, welcher in Axialrichtung durch das Schaltkammergehäuse 20 hindurchgeführt und mit diesem fest verbun den ist. Stirnseitig liegt der Kontaktstift 26 an einer Kontaktfläche 28 des Anschlusselementes 14 an und ist an diesem mittels einer in Axialrichtung verlaufenden Schraube 30 befestigt. Die Vakuumschaltkammer 12 wird also vom Anschlusselement 14 getragen.
Der untere, bewegliche Schaltkontakt 24 ist an der Stirnseite eines in axialer Richtung nach unten aus dem Schaltkammergehäuse 20 herausgeführten Kontaktstössel 32 angeordnet, welcher mittels eines nur schematisch angedeuteten Antriebs 34 in Richtung der Achse 18 von einer in der Fig. 1 gezeigten Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung und wieder zurück bringbar ist. Der Kontaktstössel 32 ist mittels einer Rollenkontaktanordnung 36 mit dem Anschlussteil 16 elektrisch verbunden (Fig. 3).
Das zylinderförmige und koaxial zur Vakuumschaltkammer 12 angeordnete Gehäuse 10 weist für das Anschlusselement 14 in radialer Richtung einen Durchlass 38 auf, der an den Querschnitt des Anschlusselementes 14 angepasst ist. Das Anschlusselement 14 ist ein im Querschnitt quadratisches Profilstück mit abgerundeten Ecken, dessen Längsachse mit 40 bezeichnet ist. Das Anschlusselement 14 ist in seinem im Gehäuse 10 angeordneten Abschnitt 42 in Richtung der Längsachse 18 der Vakuumschaltkammer 12 verjüngt ausgebildet und liegt mit seiner diesseitigen Stirnfläche 44 an der inneren Mantelfläche 46 des Gehäuses 10 an. Die bei der Montage unten zu liegen kommende Fläche des Abschnitts 42 bildet die Kontaktfläche 28, an welcher der Kontaktstift 26 anliegt.
Zum Durchlass 38 diametral gegenüberliegend ist im Gehäuse 10 ein weiterer Durchlass 48 vorgesehen, welcher von einem stirnseitig am Anschlusselement 14 vorgesehenen Zapfen 50 durchdrungen ist. Der Zapfen 50 weist ein nicht dargestelltes Gewinde auf, in welches eine Mutter 52 eingeschraubt ist, um das Anschlusselement 14 am Gehäuse 10 zu befestigen. Die Mutter 52 ist von einer taschenförmigen in axialer Richtung nach oben offenen, am Gehäuse 10 angeformten Abdeckung 54 überdeckt.
Das Anschlusselement 14 ist auf einem Teil seiner über das Gehäuse 10 vorstehenden Länge von einem am Gehäuse 10 angeformten rohrförmigen Abdeckelement 56 überdeckt. Das Anschlusselement 14 stützt sich somit einerseits am Abdeckelement 56 und am Durchlass 38 und andererseits mittels des Zapfens 50 am Durchlass 48 ab und wird in Richtung seiner Längsachse 40 mittels der Schraubenverbindung 50, 52 am Gehäuse 10 gehalten. Der Vakuumschalter ist als Trennschalter ausgebildet und weist am freien Ende des Anschlusselementes 14 einen Trennkontakt 58 mit federbelasteten Kontaktfingern 60 auf.
Das Gehäuse 10 weist unterhalb der Vakuumschaltkammer 12 einen Zwischenboden 62 mit einer \ffnung 64 für den Kontaktstössel 32 auf. Der einstückig ausgebildete Anschlussteil 16 ist mit seinem im Gehäuse 10 angeordneten Abschnitt 66 von unten mittels zweier in axialer Richtung verlaufender Schrauben 68 und Muttern 70 an diesem Zwischenboden 62 befestigt. Das Anschlussteil 16 ist durch einen direkt unterhalb des Zwischenbodens 62 in radialer Richtung verlaufenden Durchlass 72 aus dem Gehäuse 10 herausgeführt und weist in seinem über das Gehäuse 10 vorstehenden Teil einen im wesentlichen quadratischen Quer schnitt mit abgerundeten Ecken auf. Der im Gehäuse angeordnete Abschnitt 66 des Anschlussteils 16 ist schaufelförmig verbreitert, wie dies insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich ist.
Im Abschnitt 66 ist ein in Richtung der Längsachse 18 verlaufender Durchlass 74 vorgesehen, in welchem die Rollenkontaktanordnung 36 angeordnet ist und durch welchen der Kontaktstössel 32 hindurchgeführt ist. Dieser Durchlass 74 ist bezüglich einer Ebene, in welcher die Längsachse 18 des Gehäuses 10 und die mit 75 bezeichnete Längsachse des Anschlussteils 16 liegt, symmetrisch ausgebildet, weist einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt und gegen innen vorstehende, zur genannten Ebene symmetrische, in Richtung der Längsachse 18 verlaufende Nasen 76 auf. An diesen Nasen 76 ist an ihren gegeneinander gerichteten Endbereichen eine Krümmung vorgesehen, die ungefähr der Krümmung des Kontaktstössels 32 entspricht.
Die Rollenkontaktanordnung 36 weist einen Rollenkäfig 78 mit zwei zueinander parallelen Platten 80 auf, die mittels zweier in Richtung der Längsachse 75 des Anschlussteils 16 verlaufenden Wellen 82 miteinander verbunden sind. Diese Wellen 82 verlaufen beidseitig des Kontaktstössels 32 und auf ihnen sitzt je ein Paar gegeneinander gerichteter, kegelförmiger Kontaktrollen 84. Diese Kontaktrollen 84 werden mittels Druckfedern 86, von welchen nur eine in der Figur 3 dargestellt ist, an die entsprechende Nase 76 und den Kontaktstössel 32 angedrückt. Bei der Bewegung des Schaltstössels 32 wälzen sich die Kontaktrollen 84 an den Nasen 76 und am Kontaktstössel 32 ab, wodurch der Rollenkäfig 78 jeweils um den halben Hub des Kontaktstössels 32 mitläuft.
Das Anschlussteil 16 ist auf einem Teil seiner über das Gehäuse 10 vorstehenden Länge von einem am Gehäuse 10 angeformten, rohrförmigen Abdeckelement 88 überdeckt, dessen lichte Weite derart bemessen ist, dass der innere Abschnitt 66 von aussen durch dieses Abdeckelement 88 hindurch in das Gehäuse 10 eingeführt werden kann. Das Anschlussteil 16 weist an seinem freien Ende ebenfalls einen Trennkontakt 58 mit Kontaktfingern 60 auf.
Am unteren Ende des Gehäuses 10 ist ein nicht dargestellter Fahrwagen vorgesehen, mittels welchem der Vakuumschalter in Längsrichtung des Anschlusselementes 14 und des Anschlussteils 16 verschiebar ist, um die Trennkontakte 58 mit nicht dargestellten Gegenkontakten in und ausser Verbindung zu bringen. Es ist selbstverständlich, dass auf einem Fahrwagen, je nach Anzahl Phasen, mehrere Gehäuse 10 mit Schaltkammern 12 angeordnet sein können.
Bei der Montage des Vakuumschalters wird zuerst das Anschlussteil 16 mit seinem Abschnitt 66 voraus durch das Abdeckelement 88 und den Durchlass 72 hindurch von aussen in das Gehäuse 10 hineingeführt und mittels den Schrauben 68 und Muttern 70 am Zwischenboden 62 befestigt. Anschliessend wird die Vakuumschaltkammer 12 zusammen mit der auf dem Kontaktstössel 32 sitzenden Rollenkontaktanordnung 36 von oben in das Gehäuse 10 abgesenkt und dabei die Rollenkontaktanordnung 36 in den Durchlass 74 im Abschnitt 66 des Anschlussteils 16 eingeführt. Dann wird das Anschlusselement 14 mit seinem Zapfen 50 voraus durch das Abdeckelement 56 und den Durchlass 38 hindurchgestossen, bis die Stirnfläche 44 an der inneren Mantelfläche 46 des Gehäuses 10 anliegt und der Zapfen 50 den Durchlass 48 durchstösst.
Durch Aufsetzen und Anziehen der Mutter 52 auf den Zapfen 50 wird das Anschlusselement 14 fixiert. Das Aufsetzen und Festziehen der Mutter 52 kann problemlos durch die taschenförmige \ffnung zwischen dem Gehäuse 10 und der Abdeckung 54 hindurch erfolgen. Als letzter Schritt wird nun die Vakuumschaltkammer 12 mit der Schraube 30 am Anschlusselement 14 befestigt.
Das Anschlusselement 14 und das Anschlussteil 16 müssen nicht zwingend mittels Schrauben und Muttern am Gehäuse 10 bzw. am Zwischenboden 62 fixiert werden, es ist auch denkbar, dass Schnappverbindungen oder Klemmverbindungen vorgesehen sind. Die Querschnitte des Anschlusselementes 14 und des Anschlussteils 16 können jede geeignete Form aufweisen, so können sie beispielsweise rund ausgebildet sein. Der Zwischenboden kann auch durch flanschähnliche gegen das Innere des Gehäuses vorstehende Nasen gebildet sein. Anstelle von Trennkontakten 58 ist es auch denkbar, dass die Anschlussleitungen direkt am Anschlusselement 14 bzw. Anschlussteil 16, beispielsweise mittels Schrauben, befestigt sind. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Zwischenboden unterhalb des Anschlussteils 16 anzuordnen.
The present invention relates to a vacuum switch for medium voltage according to the preamble of claim 1.
Such a vacuum switch is known from DE-GM G 8 535 717. A vacuum interrupter is arranged in a cylindrical housing made of insulating material, from which a movable contact plunger is led out. On this contact plunger sits a conductor sleeve, which is electrically connected via a roller contact arrangement to a connection part which leads out of the housing in the radial direction. The connecting part has a flange-shaped connecting pin which is inserted into a corresponding passage in the housing and an annular section which is screwed to the housing and is arranged in the housing. A diametrically opposed portion of the flange-shaped connecting pin is provided on the section, which pin engages in a blind hole in the housing.
The annular section has three protruding, uniformly distributed, semi-cylindrical noses protruding on the inside and running in the axial direction of the housing, against which two contact roller pairs of the roller contact arrangement bear. A roller cage is provided on each nose for guiding the corresponding contact roller pairs, which roll on this nose and on the conductor sleeve when the contact plunger is actuated. During assembly, the ring-shaped section with the roller contact arrangement mounted thereon is inserted eccentrically offset into the housing and centered at the height of the blind hole-shaped bore, so that the pin engages with it. The flange-shaped connecting pin is then inserted from the outside through the passage in the radial direction into the housing and screwed to the annular section.
The connecting part is fastened to the housing by subsequently screwing the flange-shaped pin to the housing. This vacuum switch is complex in terms of construction and assembly and requires a considerable amount of space.
It is therefore an object of the present invention to provide a vacuum switch according to the preamble of claim 1, the construction and assembly of which is considerably simplified and which can be made smaller.
This object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.
The connector is attached to an intermediate floor of the housing. There are therefore no supports and flange-like configurations provided in the radial direction toward the outside of the housing, and the attachment can be carried out in a simple manner, for example by means of screws running in the axial direction of the housing.
In a particularly preferred embodiment, the connecting part is formed in one piece and inserted from the outside through a radial passage into the housing. In addition to a simple embodiment of the connecting part, additional contact transition points are also avoided.
Further preferred forms of training are specified in the further dependent claims.
The invention will now be described with reference to an embodiment shown in the figures.
It shows purely schematically:
Fig. 1 shows a vertical section through a vacuum switch, and
2 and 3 in plan view and bottom view of the vacuum switch, the housing being shown cut along the line II-II and III-III of FIG. 1.
The vacuum switch for medium voltage shown purely schematically in the figures has a vacuum switching chamber 12 arranged in a cylindrical housing 10 made of insulating plastic. Above the vacuum switching chamber 12, a connection element 14 is led out in the radial direction, parallel to it and below the vacuum switching chamber 12, a connection part 16 is led out of the housing 10 in order to electrically connect the vacuum switching chamber 12 to connecting conductors or busbars, not shown.
The essentially cylindrical vacuum interrupter chamber 12, the longitudinal axis of which is designated by 18 and indicated by dash-dotted lines, is of a generally known type and has switching contacts 22, 24 in a switching chamber housing 20 made of insulating material (FIG. 1). The upper fixed switching contact 22 is arranged on the end face of a contact pin 26 which is passed in the axial direction through the switching chamber housing 20 and is firmly connected to this. On the face side, the contact pin 26 bears against a contact surface 28 of the connection element 14 and is fastened thereon by means of a screw 30 running in the axial direction. The vacuum interrupter 12 is therefore carried by the connection element 14.
The lower, movable switching contact 24 is arranged on the end face of a contact plunger 32 which is led out in the axial direction downward from the switching chamber housing 20 and which, by means of a drive 34 which is only indicated schematically, in the direction of the axis 18 from an on position shown in FIG. 1 to an off position and can be brought back. The contact plunger 32 is electrically connected to the connecting part 16 by means of a roller contact arrangement 36 (FIG. 3).
The cylindrical housing 10, which is arranged coaxially to the vacuum interrupter chamber 12, has a passage 38 for the connection element 14 in the radial direction, which is adapted to the cross section of the connection element 14. The connecting element 14 is a profile piece with a square cross section with rounded corners, the longitudinal axis of which is designated by 40. The connecting element 14 is tapered in its section 42 arranged in the housing 10 in the direction of the longitudinal axis 18 of the vacuum switching chamber 12 and rests with its end face 44 on this side against the inner lateral surface 46 of the housing 10. The surface of section 42 that comes to lie at the bottom during assembly forms the contact surface 28 against which the contact pin 26 rests.
A further passage 48 is provided in the housing 10 diametrically opposite the passage 38 and is penetrated by a pin 50 provided on the end face on the connecting element 14. The pin 50 has a thread, not shown, into which a nut 52 is screwed in order to fasten the connecting element 14 to the housing 10. The nut 52 is covered by a pocket-shaped cover 54 which is open at the top in the axial direction and is integrally formed on the housing 10.
The connecting element 14 is covered over part of its length projecting beyond the housing 10 by a tubular cover element 56 molded onto the housing 10. The connection element 14 is thus supported on the one hand on the cover element 56 and on the passage 38 and on the other hand on the passage 48 by means of the pin 50 and is held on the housing 10 in the direction of its longitudinal axis 40 by means of the screw connection 50, 52. The vacuum switch is designed as a disconnect switch and has a disconnect contact 58 with spring-loaded contact fingers 60 at the free end of the connection element 14.
The housing 10 has an intermediate base 62 below the vacuum interrupter chamber 12 with an opening 64 for the contact plunger 32. The integrally formed connecting part 16 is fastened to this intermediate floor 62 with its section 66 arranged in the housing 10 from below by means of two screws 68 and nuts 70 running in the axial direction. The connecting part 16 is led out from the housing 10 through a passage 72 extending in the radial direction directly below the intermediate base 62 and has a substantially square cross section with rounded corners in its part projecting beyond the housing 10. The section 66 of the connecting part 16 arranged in the housing is widened in the shape of a blade, as can be seen in particular from FIG. 3.
In section 66 there is a passage 74 running in the direction of the longitudinal axis 18, in which the roller contact arrangement 36 is arranged and through which the contact plunger 32 is guided. This passage 74 is formed symmetrically with respect to a plane in which the longitudinal axis 18 of the housing 10 and the longitudinal axis labeled 75 refer to the connecting part 16, has a substantially square cross section and is symmetrical towards the plane in the direction of the longitudinal axis 18 running noses 76. A curvature is provided on these lugs 76 at their mutually directed end regions, which corresponds approximately to the curvature of the contact plunger 32.
The roller contact arrangement 36 has a roller cage 78 with two mutually parallel plates 80 which are connected to one another by means of two shafts 82 running in the direction of the longitudinal axis 75 of the connecting part 16. These shafts 82 run on both sides of the contact plunger 32 and a pair of conical contact rollers 84 directed against each other sits on them. These contact rollers 84 are connected to the corresponding lug 76 and the contact plunger 32 by means of compression springs 86, only one of which is shown in FIG. 3 pressed. When the switching plunger 32 moves, the contact rollers 84 roll on the lugs 76 and on the contact plunger 32, as a result of which the roller cage 78 runs along half the stroke of the contact plunger 32.
The connecting part 16 is covered over part of its length protruding beyond the housing 10 by a tubular cover element 88 molded onto the housing 10, the clear width of which is dimensioned such that the inner section 66 is inserted into the housing 10 from the outside through this cover element 88 can be. The connector 16 also has a disconnecting contact 58 with contact fingers 60 at its free end.
At the lower end of the housing 10 there is a carriage, not shown, by means of which the vacuum switch can be displaced in the longitudinal direction of the connecting element 14 and the connecting part 16 in order to bring the isolating contacts 58 into and out of connection with counter contacts, not shown. It goes without saying that, depending on the number of phases, a plurality of housings 10 with switching chambers 12 can be arranged on a carriage.
When assembling the vacuum switch, the connecting part 16 is first led with its section 66 ahead through the cover element 88 and the passage 72 from the outside into the housing 10 and fastened to the intermediate floor 62 by means of the screws 68 and nuts 70. The vacuum switching chamber 12 is then lowered from above into the housing 10 together with the roller contact arrangement 36 seated on the contact plunger 32, and the roller contact arrangement 36 is thereby introduced into the passage 74 in the section 66 of the connecting part 16. The connecting element 14 is then pushed with its pin 50 ahead through the cover element 56 and the passage 38 until the end face 44 abuts the inner circumferential surface 46 of the housing 10 and the pin 50 pierces the passage 48.
The connecting element 14 is fixed by placing and tightening the nut 52 on the pin 50. The fitting and tightening of the nut 52 can easily take place through the pocket-shaped opening between the housing 10 and the cover 54. As a last step, the vacuum interrupter 12 is now fastened to the connection element 14 with the screw 30.
The connection element 14 and the connection part 16 do not necessarily have to be fixed to the housing 10 or to the intermediate floor 62 by means of screws and nuts, it is also conceivable that snap connections or clamp connections are provided. The cross sections of the connecting element 14 and the connecting part 16 can have any suitable shape, for example they can be round. The intermediate floor can also be formed by flange-like lugs protruding against the interior of the housing. Instead of isolating contacts 58, it is also conceivable for the connecting lines to be fastened directly to the connecting element 14 or connecting part 16, for example by means of screws. It is of course also possible to arrange the intermediate floor below the connecting part 16.