CH659344A5

CH659344A5 - Federkraftantrieb fuer einen elektrischen hochspannungsschalter.

Info

Publication number: CH659344A5
Application number: CH312983A
Authority: CH
Inventors: Theo Peitz
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3233412A1; DE3233412C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkraftantrieb für einen elektrischen Hochspannungsschalter, mit einer Einschaltfeder, die die Schalterwelle und damit die Schaltkontakte des Hochspannungsschalters beim Einschalten antreibt, mit einer Ausschaltfeder, die die Schalterwelle beim Ausschaltvorgang antreibt, und mit einer ersten, der Einschaltfeder zugeordneten und einer zweiten, der Ausschaltfeder zugeordneten Verriegelung, welche die beiden Federn jeweils im gespannten Zustand festhalten und die beim Ein- bzw. Ausschaltvorgang freigegeben werden.

Federkraftantriebe der eingangs genannten Art sind an sich bekannt. So ist zum Beispiel aus der CH-PS 220 843 ein Federspeicherantrieb bekanntgeworden, der zwei Federn aufweist,

die als Spiralfedern ausgebildet sind; von diesen beiden Federn dient die eine zur Einschaltung (als Einschaltfeder) und die andere zur Ausschaltung (als Ausschaltfeder) der Schaltkontakte. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die Einschaltfeder die Ausschaltfeder betätigt bzw. umgekehrt.

Eine ähnliche Konstruktion ist auch aus der DE-OS 2 641 885 bekanntgeworden.

Alle diese Federantriebe sind vergleichsweise kompliziert und besitzen viele bewegliche Teile, wobei der Platzbedarf gross ist. Darüber hinaus ist eine Abhängigkeit zwischen der Ein- und Ausschaltgeschwindigkeit gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Federspeicher, also die Ein- oder Ausschaltfeder voneinander unabhängig sind, wenig bewegliche Teile aufweisen und einen geringen Platzbedarf erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf der Schalterwelle zwei Hebel drehbar bezogen auf die Welle und zueinander gelagert sind, von denen der eine mit der Einschaltfeder und der andere mit der Ausschaltfeder verbunden ist, dass ein Mitnehmer mit der Schalterwelle starr gekuppelt ist, und dass die Hebel mit dem Mitnehmer bei einem jeweiligen Schaltvorgang in Eingriff gelangen, derart, dass beim Einschalten nach Entriegelung der ersten Verriegelung der Einschaltfe-der die gespannte Einschaltfeder freigegeben wird, so dass der Hebel über den Mitnehmer die Schalterwelle betätigt, und dass beim Ausschalten nach Entriegeln der Verriegelung der Ausschaltfeder die gespannte Ausschaltfeder freigegeben wird, so dass der Hebel über den Mitnehmer die Schalterwelle ebenfalls in Ausschaltrichtung betätigt.

Der erfindungsgemässe Federkraftantrieb wird gebildet an zwei, beim Schalten, unabhängig voneinander wirkenden Federn, wobei die eine Feder insoweit geringfügig bei der Federarbeit der anderen mitwirkt, als sie die Aus- bzw. Einschaltbewegung dämpft. Die einzelnen Komponenten für die Ausschalt-und Einschaltbewegung sind im wesentlichen gleich ausgebildet, so dass der Fertigungsaufwand relativ gering bleibt.

Aus der DE-PS 3 036 670 ist ein Antrieb mit zwei Hebeln und zwei Federn bekannt. Während bei der erfindungsgemässen Anordnung beide Federn mit ihrem einen Ende an einer orstfe-sten Anstützung anlegen, befindet sich bei der bekannten Anordnung eine Feder zwischen den beiden Hebeln. Damit ist eine im wesentlichen vollständige Unabhängigkeit der beiden Federn voneinander nicht gegeben.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahingehen, dass die erste und zweite Verriegelung durch je einen Kniegelenkhebelmechanismus gebildet sind, der zusammen mit der zugehörigen Feder verriegelt ist, über eine Totpunktlage in eine zweite stabile Lage, in der die Federkraft der zugehörigen Feder freigegeben ist, verbracht wird. Diese beiden Kniegelenkhebelmechanismen können gleich ausgebildet sein, weswegen sich der Fertigungsaufwand verringert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltung und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ein- Ausschaltfederkombination gemäss der Erfindung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Anordnung gemäss der Fig. 2 und

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäss der Linie A-A der Fig. 2.

Der Antrieb gemäss den Figuren 1 bis 3, der als Federspeicherantrieb für Schalter, insbesondere für Lastschalter (gedacht ist), wirkt auf eine Schalterwelle 10. Mit dieser Schalterwelle 10 wird ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter beweglicher

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Schaltkontakt betätigt. Mit der Schalterwelle verbunden über eine Kerb- oder Keilverzahnung 12 ist ein Mitnehmer 14, der scheibenartig ausgebildet ist und an einer Stelle an seinem Umfang einen radial vorspringenden Mitnehmerhaken 16 aufweist, der, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, L-förmig ausgeformt ist, wobei der Haken selbst parallel zur Schaltwellenachse verläuft. Auf einem Zapfen 18, der an der Schalterwelle 10 angeformt ist und in Verlängerung der Keilverzahnung 12 verläuft, sind zwei Scheiben 20 und 22 drehbar gelagert und mit einem Sicherungsring 24, z.B. Seeger-Ring, am Zapfen 18 gegen axiales Verschieben gehalten. Der Aussendurchmesser des Zapfens 18 ist kleiner als der Aussendurchmesser der Keilverzahnung 12, so dass am Übergang eine Stufung 26 gebildet ist; die beiden Scheiben 20 und 22 liegen dann zwischen dem Sicherungsring 24 und der Stufung 26 fest. Beide Scheiben sind gegeneinander verdrehbar.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, ist an jeder Scheibe 20 bzw. 22 ein Hebel 28 bzw. 30 angeformt, wobei der Hebel 28 als erster Hebel und der Hebel 30 als zweiter Hebel bezeichnet wird. Mittels einer Achse 32 ist an dem ersten Hebel 28 eine Stange 34 angelenkt, an deren anderem Ende eine Auflagerung 36 für eine oder mehrere Druckfedern (nur eine ist gezeichnet) 38 angebracht ist. In Abstand zu dem Auflageelement 36 befindet sich ein ortsfestes Auflageelement 40, gegen das sich das andere Ende der Druckfeder 38 bzw. die anderen Enden der Druckfedern 38 abstützen. Zur Führung jeder Druckfeder ist eine Führungsstange 42 vorgesehen, die die Druckfeder, die als Schraubenfeder ausgebildet ist, im Inneren durchdringt. Wie im übrigen die Druckfedern geführt sind und an den Auflageelementen aufgelagert sind, ist für die Erfindung nicht von Bedeutung.

An den zweiten Hebel 30 ist eine weitere Stange 44 mittels einer Achse 46 angelenkt, an deren freiem Ende in gleicher Weise wie bei der Stange 34 eine Druckfeder oder mehrere Druckfedern 48 und mittels je einer Führungsstange 52 geführt ist bzw. sind. Die Führungsstangen 42 und 50 sind teleskopartig aus einem Zylinderteilstück 41 bzw. 51 und einem ins Innere dieses Zylinderteilstückes einfahrbaren Stangenelement 43 bzw. 54 gebildet, wobei das Zylinderteilstück 51 an einem Aufleger 50 angebracht ist, an dem sich auch die Feder 48 abstützt. In gleicher Weise ist das Zylinderteilstück 41 am Auflager 40 angebracht. Beide Auflager 40 und 50 sind mittels einer Achse 45 bzw. 55 drehbar an einer Gehäuseplatte 70 angelenkt (siehe auch weiter unten).

An dem der Feder 38 benachbartem Ende der Stange 34 ist ein Zapfen 56 vorgesehen, an dem eine Lasche 58 einer ersten Kniegelenkhebelverriegelung 60'angelenkt ist. Das andere Ende der Lasche 58 ist mittels einer weiteren Achse 62 mit einer zweiten Lasche 64 verbunden, welche an ihrem freien Ende mittels einer weiteren Achse 66 ortsfest an einer Gehäuseplatte 70 angebracht ist.

Eine ähnliche Verriegelung ist auch der Feder 48 bzw. der Stange 44 zugeordnet: die zweite Verriegelung 76 ist aus zwei Laschen 74 und 78 gebildet, welche beiden Laschen mittels einer Achse 80 gelenkig miteinander und mittels einer weiteren Achse 72 an der Stange 44 und einer weiteren Achse 82 an der Gehäuseplatte 70 angelenkt sind.

Die Antriebs Vorrichtung bzw. der Antrieb besitzt ferner eine schräg zu den Stangen 34 und 44 verlaufende Steuerstange 84, die an ihren freien Enden zwei in Richtung der Steuerstange verlaufende Langlöcher 86 bzw. 88 aufweist , in denen die Achsen 62 bzw. 80 geführt sind. Zwischen den Langlöchern 86 und 88 und quer dazu verlaufend, besitzt die Stange ein weiteres Langloch 90, in das ein Zapfen 92 eines Exzentergliedes 94 eingreift, welches Exzenterglied von einer Getriebeanordnung 96, die lediglich als Kasten dargestellt ist, angetrieben wird, und zwar derart, dass der Zapfen 92 aus der in der Fig. 2 dargestellten Stellung über 150° im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Die Begrenzung der Bewegung des Exzentergliedes 94 ist durch im Getriebe 96 vorgesehene Anschläge gebildet (Anschlag ist im Getriebe).

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun wie folgt:

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung in der Einschaltstellung. Hierbei ist die als Einschaltfeder dienende Druckfeder 38 gespannt und die beiden Laschen 58 und 64 sind so einander zugeordnet, dass sie einen stumpfen Winkel miteinander bilden, der hin zur gegenüberliegenden Stange 44 geöffnet ist. Die erste Verriegelung 60 befindet sich in einer die Einschaltstellung bzw. die Spannung der Feder 38 haltenden und verriegelnden Lage. Die Verriegelung 60 bildet zusammen mit der Feder 38 eine erste stabile Lage.

Die zweite Verriegelung 76 ist entriegelt, wobei die beiden Laschen 74 und 78 einen spitzen Winkel zueinander einnehmen, dessen Spitze zu der gegenüberliegenden Stange 34 hin gerichtef ist. Zusammen mit der Feder 48 befindet sich die zweite Verriegelungseinrichtung oder zweite Verriegelung 76 ebenfalls in einer stabilen Lage. Wenn das Getriebe 96 betätigt wird, wird der in dem Langloch 90 gleitende Zapfen 92 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so dass die Stange bzw. Steuerstange 84 in Pfeilrichtung Fi bewegt wird. Dabei drückt das Ende des Langloches 88, also das innen gelegene Ende gegen den Zapfen 80; die Achse 82 verbleibt ortsfest und dadurch bewegt sich die Achse 72 in Pfeilrichtung F2.

Die Führung dieser Bewegung der Achse 72 wird durch die Stange 44, die Teleskopanordnung 54 und 52 und das Auflager 50 bewirkt, wobei sich diese letztgenannten Teile bei Verdrehung des Hebels 30 um die Achse 55 entsprechend der kreisförmigen Bewegungsbahn der Achse 46 verdrehen können. Damit der Kniehebelmechanismus nicht über seine Totpunktlage nach aussen schnappt, ist ein ortsfestes Gleichstück 100 vorgesehen, gegen das sich der Kniehebelmechanismus anlegt. Dadurch bewegt sich die Stange 44 in Pfeilrichtung F2 nach rechts, der Hebel 30 wird entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und die Feder 48 gespannt. Dabei verbleibt die Achse 62 immer noch in der Fig. 2 dargestellten stabilen Lage. Bei weiterem Bewegen der Steuerstange in Pfeilrichtung Fi gelangt das Ende des Langloches 86 gegen den Zapfen 62, so dass der Zapfen 62 aus der in Fig. 2 dargestellten Lage mit seiner Mittelachse die Verbindungslinie zwischen der Mitelachse der Achsen 66 und 56 erreicht und überschreitet; sowie das letztere der Fall ist, wird die Verriegelung entriegelt und — da das Langloch 86 eine freie Bewegung der Achse 62 zulässt — die Verriegelung in ihre zweite stabile Lage verbracht, wobei der Hebel 28 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, gegen den Mitnehmerzapfen oder Haken 16 anschlägt und auf diese Weise die Schalterwelle 10 in die Einschaltstellung verbringt. Die Feder 38 hat sich dabei entspannt, wogegen die Feder 48 gespannt wird.

Die Bewegung des Mitnehmers 14 dauert so lange, bis der Haken 16 gegen den Hebel 30 anschlägt. Bei weiterer Bewegung der Steuerstange in Pfeilrichtung Fi wird die zweite Verriegelung in eine Lage gebracht, die der Lage der ersten Verriegelung, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, entspricht: die zweite Verriegelung ist so angeordnet, dass die beiden Laschen einen stumpfen Winkel miteinander bilden, der hin zu der gegenüberliegenden ersten Verriegelungseinrichtung geöffnet ist.

Die Ausschaltbewegung erfolgt umgekehrt: die Steuerstange 84 wird entgegen der Richtung Fi bewegt, wobei die erste Verriegelung 60, d.h. die jetzt geknickten bzw. abgeknickten Laschen wieder in Flucht verbracht werden. Sobald das in der Zeichnung untere Ende des Langloches gegen die Achse 88 zum Anliegen kommt und die Steuerstange weiterbewegt wird, wird die zweite Verriegelung aus ihrer ersten stabilen Lage über die

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Totpunktlage, die wieder durch die Verbindungslinie der beiden Mittellinien der Achsen 82 und 72 gebildet ist, gedrückt bzw. bewegt, wodurch die Energie der Feder 48 freigegeben und die Federstange 44 nach links, also entgegen der Pfeilrichtung F2, bewegt wird. Der Hebel 30 bewegt sich in Uhrzeigerrichtung, schlägt auf den Mitnehmerhaken 16 auf und verdreht damit den Mitnehmer 14 so lange, bis der Mitnehmerhaken 16 gegen den Hebel 28 anschlägt. Je nach Bemessung besteht dabei die Möglichkeit, dass die Ausschaltfeder die Einschaltbewegung noch geringfügig mit dämpft; natürlich kann auch die Ein-s schaltfeder zusätzlich zur Dämpfung der Ausschaltbewegung benutzt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Federkraftantrieb für einen elektrischen Hochspannungsschalter, mit einer Einschaltfeder, die die Schalterwelle und damit die Schaltkontakte des Hochspannungsschalters beim Einschalten antreibt, mit einer Ausschaltfeder, die die Schalterwelle beim Ausschaltvorgang antreibt, und mit einer ersten, der Einschaltfeder zugeordneten und einer zweiten, der Ausschaltfeder zugeordneten Verriegelung, welche die beiden Federn jeweils im gespannten Zustand festhalten und die beim Ein- bzw. beim Ausschaltvorgang freigegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schalterwelle (10) zwei Hebel (28, 30) drehbar bezogen auf die Welle und zueinander gelagert sind, von denen der eine mit der Einschaltfeder (38) und der andere mit der Ausschaltfeder (48) verbunden ist, dass ein Mitnehmer (14, 16) mit der Schalterwelle (10) starr gekuppelt ist, und dass die Hebel mit dem Mitnehmer bei einem jeweiligen Schaltvorgang in Eingriff gelangen, derart, dass beim Einschalten nach Entriegelung der ersten Verriegelung (60) der Einschaltfeder die gespannte Einschaltfeder freigegeben wird, so dass der Hebel (28) über den Mitnehmer die Schalterwelle betätigt, und dass beim Ausschalten nach Entriegeln der Verriegelung (76) der Ausschaltfeder die gespannte Ausschaltfeder freigegeben wird, so dass der Hebel (30) über den Mitnehmer die Schalterwelle ebenfalls in Ausschaltrichtung betätigt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Verriegelung (60, 76) durch je einen Kniegelenkhebelmechanismus gebildet sind, der zusammen mit der zugehörigen Feder mittels einer Steuerstange (84) aus einer ersten stabilen Lage, in der die Federkraft der zugehörigen Feder verriegelt ist, über eine Totpunktlage in eine zweite stabile Lage, in der die Federkraft der zugehörigen Feder freigegeben ist, verbracht wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verriegelung (60, 62) jeweils zwei Laschen (58, 64; 74, 78) aufweist, die miteinander gelenkig mittels eines Zapfens (62; 88) verbunden sind, wobei die Steuerstange an den Zapfen zur Entriegelung angreift, und dass das Ende der einen Lasche (58) gelenkig mit der zugehörigen Feder (38, 48) und dem zugehörigen Hebel (28, 30) und das freie Ende der anderen Lasche ortsfest drehbar festgelegt ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (84) zwei Langlöcher (86, 88) aufweist, in die die Zapfen (62, 80) der ersten bzw. der zweiten Verriegelungen (60, 76) eingreifen.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (14) auf der Schalterwelle (10) mittels einer Kerb- oder Keilverzahnung (12) aufgeteilt ist.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer einen Haken (16) aufweist, der die beiden Hebel (28, 30) übergreift, so dass der eine Hebel den Mitnehmer in die eine und der andere Hebel den Mitnehmer in die andere Richtung verdrehen kann.