Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen Stufenschalter zur Betätigung von Schaltkontakten.

Wie aus der DE19816543C2 bekannt ist, werden üblicherweise Motorantriebe zum Betreiben von Stufenschaltern verwendet. Trotz des Zusammenwirkens von Motorantrieb und

Stufenschalter sind diese räumlich getrennt angeordnet. Der Stufenschalter selbst ist, bis auf den oben herausragenden Stufenschalterkopf, in den Transformatorkessel versenkt, während der Motorantrieb außerhalb des Transformators, in der Regel an dessen

Außenwand, angeordnet ist. Die Verbindung zwischen Motorantrieb und Stufenschalter erfolgt über einen Wellenzug, welcher aus einzelnen Wellen, Kupplungen und Gelenken besteht. Auch aus Figur 1 der DE101 19664A1 ist das allgemeine Prinzip der Betätigung des

Stufenschalters mittels eines Motorantriebs bekannt. Der außen am Transformatorgehäuse angeordnete Motorantrieb betätigt den Stufenschalter über Antriebswellen. Die Steuerung des Motorantriebs erfolgt hierbei mit Hilfe eines Spannungsreglers, der die Steuerbefehle durch ständiges Vergleichen von Ist- und Sollspannungen am Transformator ermittelt.

Die DE4214431 C3 offenbart ebenfalls einen Stufentransformator, der mit Hilfe eines

Stufenschalters und eines Antriebsmotors beschältet wird. Der Stufenschalter und der Antriebsmotor sind über Antriebswellen und ein Lastgetriebe miteinander verbunden. Ein weiteres Getriebe, welches an einer Antriebswelle befestigt ist, ermittelt mit Hilfe eines Stellungsgebers die Position des Stufenschalters und leitet diese an die Steuerung. Die Steuerung ist wiederum für den Antriebsmotor verantwortlich und bestimmt über den

Umschaltzeitpunkt.

Ein großer Nachteil bei den aus dem Stand der Technik bekannten Antriebseinheiten liegt in den verwendeten Last- und Steuergetrieben. Die Verbindung dieser einzelnen Getriebe untereinander ist komplex sowie zeit- und kostenintensiv. Auch die Verwendung einfacher Drehstrommotoren als Antriebsmittel bringt Nachteile mit sich. So ist es sehr schwierig und vor allem kostenintensiv, Drehstrommotoren mit konstanten Leistungseckdaten zu beziehen. Die Inhomogenität der Parameter der Drehstrommotoren erfordert zusätzliche Sensoren oder individuell angepasste Getriebe. Auch die Wellenzüge stellen eine große Fehlerquelle dar. Die Kupplungen, die zum Verbinden der Wellen untereinander dienen, verschleißen mit der Zeit und können keine sichere und zuverlässige Funktion garantieren. Geringes Spiel der einzelnen Teile summiert sich über den gesamten Antriebstrang und bildet am Ende, nämlich am Stufenschalter, große Abweichungen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Antriebseinheit für einen Stufenschalter bereitzustellen, die näher am Stufenschalter angeordnet ist, eine schnelle und sichere

Betätigung des Stufenschalters gewährleistet und dabei einfach und kostengünstig realisiert werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit für Stufenschalter gelöst, die aus einem unmittelbar am Schaltkontakt angeordneten Hubmagnet besteht, der durch Anlegen einer Spannung den Schaltkontakt öffnet oder schließt.

Zwar ist aus der EP2312605A1 ein Unterbrecher (ein sog.„Circuit Breaker"), der aus einem magnetischen Aktor und einer durch ihn betätigbaren Vakuumschaltröhre besteht, bekannt, diese Ausführungsform ist jedoch für Stufenschalter ungeeignet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Antriebseinheit für einen Stufenschalter

Fig. 2 eine Ausführungsform der Antriebseinheit mit zwei Spulen

Fig. 3 zwei in Reihe geschaltete Antriebseinheiten

Fig. 4 eine besondere Verschaltung von Antriebseinheiten

Fig. 5 eine Antriebseinheit mit einem Kupplungselement

Fig. 6 eine Antriebseinheit mit einer indirekten Betätigung eines Schaltkontakts über eine Kulisse

Fig. 7 eine Antriebseinheit mit einer indirekten Betätigung eines Schaltkontakts über eine Zahnstange und eine Nocke.

In Fig. 1 ist eine Antriebseinheit (1 ) für einen Stufenschalter mit einem Gehäuse (2), einer ersten Spule (3) und einem Anker (4) abgebildet. Die erste Spule (3) ist fest im Gehäuse (2) angebracht und ist elektrisch leitend mit einer hier nicht dargestellten Spannungsquelle verbunden. Der Anker (4) ist derart im Gehäuse (2) angeordnet, dass er von der ersten Spule (3) zumindest teilweise umgeben ist. Im Gehäuse (2) ist ein Führungsmittel (5) in Form eines Bolzens angebracht. Auch andere Ausführungsformen des Führungsmittels, wie z.B. Nut-Feder- Verbindung, mehrere Bolzen, etc. sind denkbar. Der Anker (4) ist zusätzlich an einem Ende über ein Verbindungsstück (6) mit einem Schaltkontakt (7) mechanisch verbunden. Über das Verbindungsstück (6) kann der Schaltkontakt (7) geschlossen bzw. geöffnet werden. Der Schaltkontakt (7) kann z.B. durch eine Vakuumschaltröhre, einen mechanischen Kontakt oder ähnliches realisiert werden. Auch die Betätigung mehrerer Schaltkontakte (7) mittels einer Antriebseinheit (1) ist möglich. Hierfür müsste das Verbindungstück (6) an die jeweilige Anzahl der zu betätigenden

Schaltkontakte (7) angepasst werden.

Durch Anlegen einer Spannung an die erste Spule (3) verursacht die entstehende Induktion eine Kraft, mittels der der Anker (4) in Bewegung versetzt wird. Die Bewegungsrichtung des Ankers (4) hängt von der Richtung des Stromflusses ab und erfolgt linear längs einer Symmetrieachse (8). Die Bewegung des Ankers (4) führt somit zu einem Öffnen bzw.

Schließen des Schaltkontaktes (7). Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Antriebseinheit (1) für Stufenschalter, bei der die den Anker (4) zumindest teilweise umgebende erste Spule (3) nicht fest im Gehäuse (2) angeordnet ist, sondern von einer zweiten Spule (9) zumindest teilweise umgeben ist. Die erste Spule (3) und die zweite Spule (9) sind mechanisch miteinander verbunden. Die erste Spule (3) kann dadurch als Anker verwendet werden und ebenfalls eine lineare Bewegung längs der Symmetrieachse (8) ausführen. Dies ist vor allem dann notwendig, wenn zum öffnen des Schaltkontakts (7) die Kraft der ersten Spule (3) nicht ausreicht. Auch bei dieser Ausführungsform können Führungsmittel für den Anker (4) und die erste Spule (3) vorgesehen werden. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine erste Antriebseinheit (1 .1 ) hinter einer zweiten Antriebseinheit (1.2) angeordnet ist und beide einen Schaltkontakt (7) betätigen. Beide Antriebseinheiten (1.1 , 1 .2) verfügen über unterschiedliche Kennwerte hinsichtlich der Hubhöhe und/oder der Hubkraft, funktionieren jedoch nach dem selben Prinzip wie die Antriebseinheit (1) aus Fig. 1. Durch diese vorteilhafte Ausführungsform können unterschiedliche Phasen eines Öffnungs- bzw. Schließvorgangs gesteuert werden.

In Fig. 4 ist eine weitere Verschaltungsmöglichkeit der Antriebseinheit (1 ) abgebildet. Jeder Schaltkontakt (7a, 7b, 7c, 7d) ist mit einer separaten Antriebseinheit (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) verbunden. Zusätzlich stehen alle Antriebseinheiten (1 a, 1 b, 1c, 1 d) mit einer weiteren, deutlich größeren Antriebseinheit (10) in Verbindung. Die Antriebseinheit (10) soll vor allem als Unterstützung eingesetzt werden und z.B. bei verschweißten Schaltkontakten zum Einsatz kommen; also als eine Art Sicherheitselement.

Bei der in Fig. 5 abgebildeten Ausführungsform ist zwischen der Antriebseinheit (1 ) und dem Schaltkontakt (7) ein Kupplungselement (1 1 ) angeordnet. Dieses funktioniert nach dem Schlagprinzip und ist besonders für das Lösen von verklebten oder verschweißten

Schaltkontakten (7) geeignet. Dabei ist die Antriebseinheit (1 ) über einen Kupplungsstößel (12), die Kupplung (1 1 ) und über das Verbindungstück (6) mit dem Schaltkontakt (7) mechanisch verbunden. Beim Betätigen der Antriebseinheit (1) wird die Bewegung auf den Kupplungsstößel (12) übertragen. Da dieser einen Freilauf aufweist, kommt es zunächst noch nicht zur Betätigung des Schaltkontaktes (7). Am Ende des Freilaufs wird durch den plötzlich auftretenden Widerstand ein Impuls erzeugt. Dieser wird auf den Schaltkontakt (7) übertragen und löst die verschweißten und verklebten Stellen im Schaltkontakt (7). Je nach Größe des Freilaufs kann die Impulsstärke variiert werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei stehen Antriebseinheit (1) und Schaltkontakt (7) indirekt über eine Kulisse (13) mechanisch in Verbindung. Das Verbindungsstück (6) weist am oberen Ende eine Nocke (14) auf, welche die Kontur der Kulisse (13) abtastet und somit den Schaltkontakt (7) betätigt. Die Kulisse (13) ist außerdem über ein Verbindungselement (15) mit der Antriebseinheit (1) mechanisch verbunden. Durch Betätigen der Antriebseinheit (1) wird über das Verbindungselement (15) die Kulisse (13) bewegt. Über die Kontur der Kulisse (13) und die Nocke (14) wird der Schaltkontakt (7) durch das Verbindungsstück (6) betätigt. In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform abgebildet, bei der die Antriebseinheit (1 ) eine Zahnstange (16) betätigt. Diese ist mechanisch mit einem Zahnrad (17) verbunden und wandelt so die lineare Bewegung der Zahnstange (16) in eine Drehbewegung um. Das Zahnrad (17) ist außerdem mit einer Nocke (18) verbunden, welche durch Drehung den Schaltkontakt (7) über das Verbindungsstück (6) betätigt.

Besonders vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die einzelnen Antriebe unabhängig von einander betätigbar und dadurch komplexe Schaltabläufe realisierbar sind. Positiv ist auch das Wegfallen der vielen Getriebe sowie der Wellen. Die vereinfachte Konstruktion und die nicht mehr benötigten Einzelteile vereinfachen die Produktion und senken die Kosten. Auch die Auswirkungen des Verschleißes einzelner Teile verlieren durch die Reduktion der Antriebseinheit auf einige wenige Bauteile an Bedeutung. Der Austausch defekter oder verschlissener Komponenten kann schneller und gezielter durchgeführt werden.

Bezugszeichen 1 Antriebseinheit

1.1 erste Antriebseinheit

1.2 zweite Antriebseinheit

1 a, 1 b, 1 c, 1 d Antriebseinheit

2 Gehäuse

3 Erste Spule

4 Anker

5 Führungsmittel

6 Verbindungsstück

7 Schaltkontakt

7a, 7b, 7c, 7d Schaltkontakt

8 Symmetrieachse

9 Zweite Spule

10 Antriebseinheit

1 1 Kupplungselement

12 Kupplungsstößel

13 Kulisse

14 Nocke

15 Verbindungselement

16 Zahnstange

17 Zahnrad

18 Nocke