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1. (WO2019025493) RESIDUAL LOAD ISOLATING SWITCH
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PATENTANSPRÜCHE

Restlast-Trennschalter zur Trennung einer

elektrischen Verbindung zu einem Fahrstrom-Versorgungsleiter (8) für ein Verkehrsmittel (7), wobei der Restlast-Trennschalter (1) einen

Zuleitungs-Anschluss (20), einen Ableitungs-Anschluss (21) und mindestens eine Schaltvorrichtung (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass

die Schaltvorrichtung (22) einen

Rotationsschaltkörper (23) mit mindestens einem

Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) aufweist, wobei

das mindestens eine Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) um eine zwischen dem Zuleitungs-Anschluss (20) und dem Ableitungs-Anschluss (21)

angeordnete Achse (A) drehbar ist und

endseitige in Radialrichtung überstehende

Kontaktflächen (28, 29, 30, 31) aufweist, und wobei

die Kontaktflächen (28, 29, 30, 31) in einer Geschlossen-Drehstellung (Sl) des

Rotationsschaltkörpers (23) einerseits mit dem Zuleitungs-Anschluss (20) und andererseits mit dem Ableitungs-Anschluss (21) in berührendem Kontakt stehen und in einer Offen-Drehstellung (S2) des Rotationsschaltkörpers (23) jeweils zu dem Zuleitungs-Anschluss (20) und dem

Ableitungs-Anschluss (21) beabstandet sind, und wobei

der Restlast-Trennschalter (1) eine einseitig beschränkte Drehrichtung zur Ausführung der Schaltbewegungen aufweist und unidirektional und zyklisch betätigbar ist, um den

Rotationsschaltkörper (23) insbesondere

iterativ von einer Geschlossen-Drehstellung (Sl) in eine Offen-Drehstellung (S2) und wieder in eine Geschlossen-Drehstellung (Sl) usw. zu bewegen .

Restlast-Trennschalter nach Anspruch 1, wobei der Restlast-Trennschalter (1) ringförmig angeordnete Löschkammern (32, 33) aufweist.

Restlast-Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Löschkammer (32, 33) die äußere Form eines Kreisring-Segments hat.

Restlast-Trennschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine Löschkammer durch einen Löschkäfig gebildet ist, dessen Lage insbesondere gegenüber dem Rotationsschaltkörper (23) positionierbar ist.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Löschkammer (32, 33),

insbesondere ein Löschkäfig, eine Mehrzahl von im Wesentlichen Radial zur Drehachse (A) des

Rotationsschalterkörpers (23) ausgerichtete

Löschbleche (34) aufweist.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Löschblech (34) eine zur

Drehachse (A) weisende Durchtrittsöffnung (35) aufweist, die insbesondere eine Mehrzahl von

KontaktSchwertern (24, 25, 26, 27) an dem

Rotationsschaltkörper (23) übergreift.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Löschbleche (34) einer Löschkammer (32, 33) an einem Käfigträger (36) angeordnet sind, der insbesondere zwei quer zur Drehachse (A) ausgerichtete Grenzflächen (37) aufweist.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter einen Sprungantrieb (40) aufweist, der dazu ausgebildet ist, den Rotationsschaltkörper (23) zu einer

sprungartigen Schaltdrehung zu veranlassen, wobei insbesondere die vollständige Drehbewegung zwischen einer Geschlossen-Drehstellung (Sl) und einer Offen-Drehstellung (S2) in weniger als 200 Millisekunden stattfindet .

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sprungantrieb (40) einen mit dem Rotationsschaltkörper (23) verbundenen

Abtriebsflansch (41), einen KraftSpeicher (42) zur sprungartigen Bewegung des Abtriebsflansches (41) und einen Antriebsflansch (43) zum Laden des

KraftSpeichers (42) aufweist.

10. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) und insbesondere der Sprungantrieb (40) ein

Auslösemittel (44) zur Auslösung einer sprungartigen Schaltdrehung aufweist.

11. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei das Auslösemittel (44) dazu

ausgebildet ist, die sprungartige Schaltdrehung zu unterbinden, wenn der KraftSpeicher (42) eine unzureichende Ladung oder Vorspannung aufweist.

12. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter eine Lasterkennung aufweist, die einen Stromfluss und/oder eine Spannung zwischen dem Zuleitungs- Anschluss (20) und dem Ableitungs-Anschluss (21) überwacht .

13.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) und insbesondere das Auslösemittel (44), dazu

ausgebildet ist, eine Schaltbewegung des

Rotationsschaltkörpers (23) zu unterbinden, wenn eine erkannte elektrische Last zwischen dem

Zuleitungs-Anschluss (20) und dem Ableitungs- Anschluss (21) einen Zulässigkeits-Grenzwert

überschreitet.

14. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) einen Antriebsmotor (45) aufweist, der insbesondere auf den Antriebsflansch (43) des Sprungantriebs (40) wirkt .

15. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) einen Handantrieb (46) aufweist, der insbesondere auf den Antriebsflansch (43) des Sprungantriebs (40) wirkt.

16.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) und insbesondere der Antriebsmotor (45) ein

Untersetzungsgetriebe aufweist.

17.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) ein Lagefeststellungsmittel (47) aufweist, das eine Drehlage des Rotationsschaltkörpers (23) bzw. das Vorliegen einer Geschlossen-Drehstellung (Sl) oder einer Offen-Drehstellung (S2) erfasst.

18.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotationsschaltkörper (23) mindestens ein Paar von KontaktSchwertern (24, 25, 26, 27) aufweist.

19. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Zuleitungs-Anschluss (20) und der Ableitungs-Anschluss (21) jeweils eine

Kontaktzunge (51, 52, 53, 54) aufweisen, die in der Geschlossen-Drehstellung (Sl) zwischen einem Paar von KontaktSchwertern (24, 25, 26, 27) berührend aufgenommen ist.

20. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei ein Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) eine erste Mehrfachanordnung von Kontaktflächen (28,

29) zur Berührung einer Kontaktzunge (51) am

Zuleitungs-Anschluss (20) und eine weitere

Mehrfachanordnung von Kontaktflächen (30, 31) zur Berührung einer Kontaktzunge (53) am Ableitungs- Anschluss (21) aufweist.

21. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Kontaktflächen (28, 29) in einer Mehrfachanordnung durch eine dazwischen liegende Materialausnehmung getrennt sind.

22.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotationsschaltkörper (23) ein Gehäuse aufweist und jeweils ein Paar von

KontaktSchwertern (24, 25, 26, 27) an oder in dem Gehäuse in Radialrichtung festgelegt und mit einem Axialspiel gelagert ist.

23. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei an dem Rotationsschaltkörper (23) mindestens ein Axiallagerungselement (61) angeordnet ist, das die KontaktSchwerter (24, 25, 26, 27) eines Paares aufnimmt und relativ zueinander mit

Axialspiel positioniert und insbesondere vorspannt.

24. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei an dem Rotationsschaltkörper (23) mindestens ein Radiallagerungselement (62)

angeordnet ist, das ein oder mehrere

KontaktSchwerter (24, 25, 26, 27) in Radialrichtung festlegt .

25. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei ein Axiallagerungselement (61) durch einen Tragbolzen (63), mindestens ein

Federelement (64, 66) und einen Abstandshalter (65) gebildet ist.

26. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei an einem Tragbolzen (63) eine gespannte Lagerungs-Anordnung (69, 70) gebildet ist, die in der Axialrichtung (A) ein erstes Federelement (64), ein erstes Kontaktschwert (24), einen

Abstandshalter (65), ein zweites Kontaktschwert (25) und optional ein zweites Federelement (65) umfasst.

27. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei an einem Tragbolzen (63) eine erste gespannte Lagerungs-Anordnung (69) für ein erstes Paar von KontaktSchwertern (24, 25) und eine zweite gespannte Lagerungs-Anordnung (70) für ein zweites

Paar von KontaktSchwertern (26, 27) gebildet sind.

28. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Radiallagerungselement (61) durch einen Führungsstift (71) gebildet ist, der an dem Rotationsschaltkörper (23) in Rotationsrichtung festgelegt ist und mindestens ein Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) gegenüber dem Rotationskörper (23) in Radialrichtung fixiert, wobei insbesondere das mindestens eine Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) auf gegenüber dem Führungsstift (71) axial beweglich ist .

29. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotationsschaltkörper (23) ein einteiliges oder mehrteiliges isolierendes Gehäuse (60) aufweist, das insbesondere eine erste

Halbschale (73), eine zweite Halbschale (74) und eine Innenhülse (72) aufweist.

30. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei das mindestens eine Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) eine zentrale Ausnehmung aufweist, durch die sich das Gehäuse (60) erstreckt.

31. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei das Gehäuse (60) des

Rotationsschaltkörpers (23) eine Wellenaufnahme aufweist, über die es mit einer Welle (11) des

Restlast-Trennschalters rotationsfest verbindbar ist .

32. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei für die Ausführung einer

Schaltdrehung eine Drehmomentleitung erfolgt von einem Sprungantrieb (40) über eine Welle (11) auf ein Gehäuse (60) des Rotationsschaltkörpers (23) und weiter über mindestens ein Radiallagerungselement (62) auf das mindestens eine Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) .

33.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) eine Mehrzahl von Rotationsschaltkörpern (23) aufweist, die insbesondere in der Axialrichtung (A)

nebeneinander angeordnet sind.

34.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) zwei oder mehr Modul-Schaltblöcke (12, 13) umfasst, die insbesondere jeweils eine Isolatorkammer (14) mit mindestens einem Zuleitungs-Anschluss (20),

mindestens oder genau einem Rotationsschaltkörper

(23) und mindestens einem Ableitungs-Anschluss (21) umfassen .

35.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Modul- Schaltblöcken (12, 13) mit einer gemeinsamen

Zentralwelle oder einer Mehrzahl von gekoppelten Wellen (11) verbunden sind.

36.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Modul- Schaltblöcken mit einem gemeinsamen Sprungantrieb (40) verbunden ist.

37.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Isolatorkammer (14)

Seitenwände mit Durchtrittsöffnungen für eine Welle (11), insbesondere eine Zentralwelle, des Restlast- Trennschalters (1) aufweist.

38.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ableitungs-Anschluss (21) einen Ausspeisekollektor (19) aufweist, der die

Isolatorkammer (14) durchdringt und mit einer abführenden Kontakteinrichtung verbindbar ist, insbesondere mit einem Anschluss (80) für den

Fahrstrom-Versorgungsleiter (8).

39.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausspeisekollektor (19) mit einer Mehrzahl von Kontakt zungen (52, 54) an oder in den Modul-Schaltblöcken (12, 13) verbunden ist.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) über den Ausspeisekollektor (19) an einer externen

Stützstruktur (8) befestigbar ist.

Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) in einer Schut zeinhausung (81), insbesondere einem Schutzcontainer, aufgenommen ist, wobei die

Schut zeinhausung (81) insbesondere direkt oder indirekt über den Ausspeisekollektor (19) abgestützt ist .

42. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausspeisekollektor (19) die Schut zeinhausung (81) durchdringt.

43.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausspeisekollektor (19) einen ringförmigen Dichtungssitz aufweist und insbesondere über ein umlaufendes Dichtungsmittel (83) mit der Schut zeinhausung (81) verbunden ist.

44.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausspeisekollektor (19) aus einem Leichtmetall gefertigt ist, insbesondere aus Aluminium .

45. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Ausspeisekollektor eine

elektrisch hoch leitfähige Beschichtung aufweist, insbesondere eine Silberbeschichtung, bzw.

versilbert ist.

46. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) und insbesondere die Schut zeinhausung (81) eine

Zugriffsbeschränkung aufweist, die einen manuellen Zugriff zu dem Restlast-Trennschalter nur

ermöglicht, wenn eine erkannte elektrische Last zwischen dem Zuleitungs-Anschluss (20) und dem

Ableitungs-Anschluss (21) einen Zulässigkeits- Grenzwert überschreitet.

47.) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter eine Fernsteuerungs-Schnittstelle aufweist .

48. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Fernsteuerungs-Schnittstelle dazu ausgebildet ist, eine ferngesteuerte

Aktivierung des Antriebsmotors (45) und/oder des Auslösemittels (44) zu ermöglichen.

49. ) Restlast-Trennschalter nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der Restlast-Trennschalter (1) eine Fernüberwachungs-Schnittstelle aufweist, die

insbesondere dazu ausgebildet ist, einen

Schalt zustand (Sl, S2) des Restlast-Trennschalters (1) zu übermitteln.

50. ) Rotationsschaltkörper für einen Restlast- Trennschalter (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Rotationsschaltkörper ein mehrteiliges isolierendes Gehäuse (60) aufweist, das eine erste Halbschale

(73), eine zweite Halbschale (74) und eine

Innenhülse (72) umfasst.

51. ) Rotationsschaltkörper nach dem vorhergehenden

Anspruch, wobei der Rotationsschaltkörper (23) mindestens ein Paar von KontaktSchwertern (24, 25,

26, 27) aufweist.

52. ) Rotationsschaltkörper nach einem der Ansprüche 50 bis 51, wobei ein Kontaktschwert (24, 25, 26, 27) eine erste Mehrfachanordnung von Kontaktflächen (28, 29) zur Berührung einer Kontaktzunge (51) an einem

Zuleitungs-Anschluss (20) und eine weitere

Mehrfachanordnung von Kontaktflächen (30, 31) zur Berührung einer Kontaktzunge (53) an einem

Ableitungs-Anschluss (21) aufweist.

53.) Rotationsschaltkörper nach einem der Ansprüche 50 bis 52, wobei die Kontaktflächen (28, 29) in einer Mehrfachanordnung durch eine dazwischen liegende Materialausnehmung getrennt sind.

54.) Rotationsschaltkörper nach einem der Ansprüche 50 bis 53, wobei das mindestens eine Kontaktschwert

(24, 25, 26, 27) eine zentrale Ausnehmung aufweist, durch die sich das Gehäuse (60) erstreckt.

55.) Rotationsschaltkörper nach einem der Ansprüche 50 bis 54, wobei das Gehäuse (60) des

Rotationsschaltkörpers (23) eine Wellenaufnahme aufweist, über die es mit einer Welle (11) des

Restlast-Trennschalters rotationsfest verbindbar ist .

56. ) Modul-Schaltblock für einen Restlast-Trennschalter

(1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet , dass der Modul-Schaltblock (12, 13) eine Isolatorkammer (14) mit mindestens einem Zuleitungs-Anschluss (20), mindestens oder genau einem Rotationsschaltkörper (23) und

mindestens einem Ableitungs-Anschluss (21) umfasst, wobei der Rotationsschaltkörper (23) nach einem der Ansprüche 50 bis 62 ausgebildet ist.

57. ) Betriebsverfahren für einen Restlast-Trennschalter

(1), wobei der Restlast-Trennschalter (1) einen rotatorischen Sprungantrieb (40) aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Rotationsschaltkörper (23) des Restlast-Trennschalters (1) zu einer

sprungartigen Schaltdrehung zu veranlassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Restlast-Trennschalter (1) eine Lasterkennung aufweist, die einen Stromfluss und/oder eine Spannung zwischen dem Zuleitungs- Anschluss (20) und dem Ableitungs-Anschluss (21) des

Restlast-Trennschalters (1) überwacht, wobei das Betriebsverfahren die folgenden Schritte umfasst:

Empfangen einer Anforderung zur Trennung der elektrischen Verbindung am Restlast- Trennschalter (1);

Überprüfen einer Last, die an dem Restlast- Trennschalter zwischen dem Zuleitungs-Anschluss

(20) und dem Ableitungs-Anschluss (21) anliegt;

Wenn festgestellt wird, dass die Last, die die an dem Restlast-Trennschalter zwischen dem Zuleitungs-Anschluss (20) und dem Ableitungs- Anschluss (21) anliegt, kleiner ist als eine zulässige Restlast: Auslösen der sprunghaften Drehbewegung des Rotations-Schaltkörpers .

58. ) Betriebsverfahren nach Anspruch 57, wobei der

Restlast-Trennschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 49 ausgebildet ist und/oder wobei der

Restlast-Trennschalter (1) mindestens einen

Rotationsschaltkörper aufweist, der nach einem der Ansprüche 50 bis 55 ausgebildet ist und/oder wobei der Restlast-Trennschalter (1) mindestens einen Modul-Schaltblock (12, 13) nach Anspruch 56

aufweist .

59. ) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 oder

58, wobei der Restlast-Trennschalter (1) eine

Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikation aufweist.

60.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis

59, wobei eine Anforderung zur Trennung der

elektrischen Verbindung von einem externen

Signalgeber empfangen wird.

61.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis

60, wobei der Restlast-Trennschalter (1) einen Motor (45) aufweist, um den Sprungantrieb (40) oder einen darin enthaltenen KraftSpeicher (42) zu laden, und wobei der Motor (45) nur unter der Bedingung

betrieben wird, dass festgeteilt wurde, dass die

Last, die die an dem Restlast-Trennschalter zwischen dem Zuleitungs-Anschluss (20) und dem Ableitungs- Anschluss (21) anliegt, kleiner ist als die

zulässige Restlast.

62.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 61, wobei eine sprunghafte Drehbewegung ausgelöst wird, sodass der Rotationsschaltkörper (23) von der Geschlossen-Drehstellung (S2) in die Offen- Drehstellung (Sl) bewegt wird.

63.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 62, wobei die Auslösung einer sprunghaften

Drehbewegung nur erfolgt, wenn und insbesondere sobald der KraftSpeicher (42) die erforderliche Ladung erreicht hat.

64.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 63, wobei der Restlast-Trennschalter (1) ein

Lagefeststellungsmittel (47) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Drehlage des mind. einen

Rotationsschaltkörpers (23) zu erfassen,

insbesondere das Vorliegen einer Geschlossen- Drehstellung (Sl) oder einer Offen-Drehstellung (S2) .

65.) Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 64, wobei eine Drehlage des Rotationsschaltkörpers

(23) und/oder das Vorliegen einer Geschlossen- Drehstellung (Sl) oder einer Offen-Drehstellung (S2) als Statusbenachrichtigung über die

Kommunikationsschnittstelle versendet wird.

66.) Datenverarbeitungseinrichtung für einen Restlast- Trennschalter (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (97) dazu ausgebildet ist, ein Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 65 auszuführen.

67.) Softwareprodukt, insbesondere gespeichert auf einem physischen Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass das Softwareprodukt Anweisungen umfasst, um ein Betriebsverfahren für einen Restlast-Trennschalter (1) nach einem der Ansprüche 57 bis 65 auszuführen.