DD291196A5 - Verriegelungsanordnung fuer schaltantriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelungsanordnung fuer Schalterantriebe von Hochspannungsschaltgeraeten, insbesondere fuer Leistungsschalterantriebe, die nach dem Prinzip der Speicherung von Federenergie arbeiten. Die Aufgabe besteht darin, die Verriegelungsanordnung konstruktiv so zu gestalten, dasz bei Anwendung des Prinzips eines monostabilen Kipphebels die Verriegelung eines druckmittelgetriebenen Antriebsteiles fuer den Einschalt- und Spannvorgang mit einem federenergiegetriebenem Antriebsteil fuer den Ausschaltvorgang so durchgefuehrt wird, dasz nach vollzogenem Arbeitshub eines Kolbens die mechanische Energie in die vorher nahezu entspannte Ausschaltfeder uebertragen und gleichzeitig der Einschaltvorgang vollzogen werden kann. Das wird dadurch erreicht, dasz Sperrklinkenbalken zwischen dem energiebereitstellenden druckmittelbetriebenen Antriebsteil und dem separaten federenergiebetriebenen Antriebsteil angeordnet sind, die mit einer Mitnehmerscheibe in Verbindung stehen und dasz zum Ent- bzw. Verriegeln feststehende Anschlaege bzw. Puffer an den Enden des Schalterhubes vorhanden sind, gegen die sich die Sperrklinkenbalken bewegen. Fig. 1{Antrieb; Federspeicher; Schaltgeraet; Hochspannung; Energiespeicher; Druckmittelantrieb; Verriegelung; Einschalten; Ausschalten; Verklinkung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erlindung

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsanordnung für Antriebe von Hochspannungsschaltgeräten, insbesondere für Leistungsschalterantriebe, die nach dem Prinzip der Speicherung von Federenergie arbeiten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist in der Antriebstechnik bekannt, monostabile Kipphebelsysteme zum Zwecke des kraftschlüssigon Verbindrns oder Trennens von mechanischen Baugruppen an Federenergiespeichern anzuwenden, um oino kurzzeitige Energiezufuhr zur Betätigung von Leistungsschaltern zu ermöglichen.

Kipphebelsysteme dieser Art können aber auch je nach konstruktiven Gegebenheiten bei Antrieben eingesetzt werden, die kombiniert aus einem Druckmittelspeicher und einem Federenergiespeicher bestehen. Bei beiden Antriebsarten erfolgt die Energiezufuhr aus dem vorgespannten Energiespeicher in eine entsprechend entspannte, die Ausschaltbewegung vollziehende Feder hinein. Ist der Spannvorgang z. B. bei der Verwendung von Schrauben-Druckfedern als Ausschaltfedern translatorisch, wird eine Verriegelung günstigenfalls zwischen den am Spannvorgang der Ausschaltfeder beteiligten Bauteilen relativ zueinander vorgenommen. Demzufolge sollten die Bauteile teleskopartig ineinander verschiebbar sein. So ist auch bereits eine Verriegelungs- und Entriegelungseinrichtung an einem Schaltstiftteil bekannt, der aus zwei rohrförmigen, teleskopartig aus-bzw. einfahrbaren Segmenten besteht. (DE-OS 3020841 „Hochspannungs-Leistungsschalter"). Dabei erfolgt die Verriegelung, nachdem die Berührung des Gogenkontaktes während der Einschaltbewegung erfolgte. Die Entriegelung hebt am Ende der Ausschaltbewegung die Verriegelung wieder auf, wodurch der neue Einschaltvorgang vorbereitet ist. Diese Verriegelungseinrichtung weist als wesentliches Bauteil ein Verriegelungselement auf, welches zwei Nasen trägt, die wechselweise je nach Position des dem Gogenkontakt zugewandten, teleskopartig aus- bzw. einfahrbaren Schaltstiftsegmentes an einem Rastelement am Umfang desselben je nach Bewegungsrichtung entweder als Anschlag oder im verriegelten Zustand als Mitnehmer angreifen. Bei der Entriegelung läuft das Verriegelungselement gegen einen Anschlag, wodurch die als Mitnehmer fungierende Nase vom Rastelement entfernt wird. Obwohl es sich hierbei um eine Verriegelungseinrichtung handelt, die bei teleskopartig in beiden Richtungen zu bewegenden rohrförmigen Segmenten bz> v. Bauteilegruppen einzusetzen ist, ist ihre Übertragbarkeit auf den einleitend beschriebenen Fall nicht gegeben. Die in der OS 30208041 vorgeschlagene Verriegelungseinrichtung bestimmt durch die Anschlag- und Mitnehmerverhältnisse die spezifischen Bewegungen der Rohrsegmente zueinander und miteinander.

Im Falle des geradlinig gerichteten Transportes mechanischer Energie, beispielsweise von einem Druckmittelspeicher In einen Federenergiespeicher für die Ausschaltbewegung, ist eine Verriegelung notwendig, die nach vollzogener Einschaltung wegen

dor unter Umstanden notwendig werdenden, sofortigen Ausschaltbehandlung aufgehoben worden muß, um die Bedingungen einer Zyklusschaltung zu gewährleisten. Um die Bewegung der Bauteilegruppe des Druckmittelspelchers und der dor Ausschaltfeder gegeneinander ohno Behinderung zu ermöglichen, müssen also sämtliche Elemente des Verrlegelungs- und Entriegelungssystems aus dem Bewegungsraum der sich relativ zu Ihnen bewegenden Baugruppen entfernt sein.

Ziel der Erfindung

Ziol der Erfindung ist die Schaffung einer Verriegelungsanordnung von für Hochspannungsschaltgeräte, Insbesondere Hochspannungeleistungsschaltor ersetzbaren Antrieben, vorzugsweise für mittels Druckmittel und Fodorenergie nrbeitondo Antriebe, die gegenüber bekannten, derzeit gebräuchlichen technischen Lösungen bei geringem und ökonomischem Bauteileaufwand eine hohe Funktionssicherholt über eine lange Einsatzdauer garantiert.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verr logolungsanordnung konstruktiv und anordnungsgemäß so zu gestalten, daß bei Anwendung des Prinzips eines monostabilen Kipphebele die Verriegelung eines druckmittolgetriebenen Antriebsteiles für den Einschalt- und Spannvorgang mit einem foderonerglegetrlebenen Antriebstoil für den Ausschaltvorgang eines Hochspannungsschalter so durchgeführt wird, daß nach vollzogenem Arbeitshub eines Kolbons die mechanische Energie in die vorher nahezu entspannte Aussch. Itfeder übertragen und gleichzeitig der Einschaltvorgang vollzogen werden kann. Erfindungsgemää wird die Aufgebe dadurch gelöst, daß Sperrklinkenbalken der Verriegelungsanordnung zwischen dem energiebereitstellenden druckmittelbetriebenen Antriebsteil und dam separaten federenergiebetriebenon Antriebsteil angeordnet sind, daß die feste Aufnahme der Sperrklinkenbalken an festen Drehpunkten innerhalb einer mit dem in der Bewegungsachse der Aueschaltfeder des federenergiebetriebenen Antriebsteiles liegenden druckmittelbetriebenen Antriehsteil verbundenen Mitnehmerscheibe erfolgt, daß im entriegelten Zustand die Bautoilgruppen beider Antriebsteilen gegeneinander axial entlang des Schaltorhubes frei beweglich sind, daß sich durch die Kraftwirkungen im verriegelten Zustand die Sperrklinkenbalken stabil zwischen dor Mitnehmerscheibe und dem die Ausschaltfeder des federenergiegetriebenen Bauteiles zugeordneten Käfig anordnen und daß zum Ent- bzw. Verriegeln feststehende Anschläge bzw. Puffer an den Enden des Schclterhubes vorhanden sind, gegen die sich die Sperrklinkenbalken bewegen. Das heißt, daß entsprechend der Aufgabenstellung dio Ausschaltfeder z. B. als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, was bedingt, daß die Anordnung von Arbeitszylinder und -kolben sowie Ausschaltfeder hintereinander oder inoinanderliogeiid erfolgt, wobei das bewegte Bauteilsystem dos Arbeitskolbons über eine Zugfeder die monostabilen Kipphebel als Sperrklinkenbalken trr.gt. Diese sind an einem festen Drehpunkt angeordnet und greifen als Mitnehmer während dos Einschaltbeginns in den Käfig dor Ausschaltfeder ein. Ist die Einschaltstellung erreicht, wird dor Käfig dor gespannten Ausschaltfoder am Schaltergehäuse an einer äußeren Sperre verklinkt. Danach verläuft der Sporrklinkonbalken auf einen Stößel, der ihn als fester Anschlag aus der Verriegelungsstellung drückt. Zum Rückstellen dos Kolbons kann z. B. ebenfalls eine Schraubendruckfeder benutzt werden, die den Kolbon nach dor Entlüftung des Arbeitszylinders in seine Ausgangsposition schiebt. Während dor Rückstellbewegung bleiben die Sperrklinkenbalken in ihrer durch die Zugfeder bedingten monostabilen, entriegelten Stellung im druckmittelbetriebenen Bauteilesystem. Erst in der Ausgangsposition laufen die Sperrklinkenbalken auf die entgegengesetzt liegenden Anschläge, durch welche sie entgegen der Wirkung der Zugfeder in die Verriegelungsposition ausrücken. Erfolgt in dieser Wartestellung dos Arbeitskolbons, die bereits der Ausschaltstellung entspricht, die Ausschalthandlung, über die Ausschaltfedor allein betrieben, so fährt nach Bewältigung dos Ausschalthubes der Käfig mit einem den Sperrklinkenbalhen angep&ßten Profil in die Verriegelungsposition ein. Eine äußere Sperre verklinkt danach das Gesamtsystem.

Die Funktion dor Verriegelungsanordnung unter den Bedingungen der Zyklusschaltung ist durch die Entriegelung und das vollständige Einklappen der Sperrklinkenbalken in das druckmittelbetriebene Bauteilesystem nach dem Erreichen der Einschaltstellung gegeben. Erfolgt unmittelbar danach der Ausschaltvorgang mit höherer Geschwindigkeit als die Rücksiellgeschwindigkeit des Kolbens, so kann der Käfig der Ausschaltfeder ungehindert über das druckmittelbetriebene Bauteilesystem gleiten. Der Käfig erreicht zuerst dio Ausschaltposition. Der sich durch die schwächere Rückstellfeder später in die Ausschaltstellung bewegende Kolben bewirkt durch das Anlaufen auf die Anschläge nunmehr das Einschwenken der Sperrklinkenbalken in das Verriegelungsprofil des Käfigs dor Ausschaltfeder. Dio Ausschaltfedor ist bereits durch eine äußere Sperre am Schaltergehäuse vorklinkt. Die verriegelten und verklinkten Antriebsteile sind einschaltbereit.

Ausfuhrungsbeispiel Dio Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: die prinzipielle Positionierung der Verriegelungsanordnung; Fig. 2: den konstruktiven Aufbau dor Verriegelungsanordnung in Verriegelungsposition im Längsschnitt; Fig. 3: den konstruktiven Aufbau der Verriegelungsanordnung bei der Entriegelung im Längsschnitt.

Dabei sind antriebsseitig von der Druckluftzuleitung und -ableitung sowie schaltersoitig von der Schaltstangenf^jrchfiihrung ab der konstruktive Aufbau des Hochspannungsschalters mit seinen mechanischen und elektrischen Kopplungs- und Anschlußbedingungen nicht näher dargestellt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Antrieb, der sich in der Ausschaltstellung befindet, unterteilt sich in den druckmittelbetriebenen Antrisbsteil 1 mit dom Kolben 1.1, der Kolbenstange 1.2, der auf der Kolbenstange 1.2 sitzenden Mitnehmerscheibe 1.3, der

Rückstellfeder 1.4 und dom Arbeitezylinder 1,6 sowie don federonorgiebotrlebenen Antriobstoll 2 mit dor Ausecholtfodor 2.1 und

dem In Hubrichtung beweglichen Käfig 2.2 für die Ausschaltfeder 2.1, welche während des Einscheltvorganges verriegelt und während dO3 Ausschaltvorganges entriegelt sein sollen. Die Sperre 3 verklinkt den Käfig 2.2 in Einschaltposition, die Sperre 4 In

Ausschaltposition. Günstigerwoise findet nie Verriegelung beider Antriebsteile 1; 2 zwischen dor Mitnohmorschoibo 1.3 und dem Käfig 2.2 mittols

der Verriegelungsanordnung 5 statt, die zu Ihrer Betätigung die Anschlägo 5.1 in der Einschaltposition und dio Pulfor 5.2 in dor

Ausschaltposition benötigt. Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise dor Verriegelungsanordnung 5 sind in den Flg. 2 und Fig. 3 dargestellt. Danach sind die Sperrklinkenbalken 5.3 über eine Zugfeder 5.4 an der Mitnehmerscheibe 1.3 durch einen festen Drohpunkt 5.5

angeordnet. Sie weisen auf ihrem freien Ende eine Rolle 5.6 auf, die für dio Einschaltbewegungsrlchtung als Mitnehmorelement in Funktion tritt.

Die Rolle 5.6 ruht währond des Einschaltbeginns in der als Rundung ausgebildeten kroisbogenförmigen Kontur 5.7 des Käfigs 2.2

für dio Ausschaltfeder 2.1, der zum Schaltergehäuse durch die Sperre 4 vorklinkt ist. Der hierbei unter einer Vorspannung stehende federnd ausgebildete Puffer 6.2 drückt den Sperrklinkenbalken 5.3 bis an den Anschlag 6. Wird die Mitnehmerscheibe 1.3 aus der Ausschaltposition nach Aufheben der Sperre 4 durch Druckmittelzufuhr zum Kolben 1.1 in dio Einschaltrichtung bewegt, verbleibt die Rolle 5.6 UoU der am Sperrklinkenbalken 5.3 angebrachten Zugfeder 5.4 in der Kontur 5.7 und schiebt don

Käfig 2.2 der Ausschaltfeder 2.1 bis in die Einschaltstollung. Dort wird dor Käfig 2.2 an der Sperre 3 vorklinkt. Der Sporrklinkonbalkon 5.3 läuft in der Einschaltstollung auf den festen Anschlag 5.1 auf, der die Rollo 5.6 aus ihrer Verriegelungsposition drückt. Die Zugfeder 5.4 hält nun den Sporrklinkenbalkon 5,3 in seiner freien stabilen Lage am Anschlag 7. Mitnehmerscheibe 1,3 und Käfig 2.2 sind nun entkoppelt, so daß beide Antriobsteile 1; 2 unabhängig in die Ausschaltstellung

gelangen können und auch dio Bedingungen dor Zyklusschaltung gewährleistet sind,

Gleichzeitig wird die Entlüftung des Kolbens 1.1 vorgenommen, der anschließend von dor Kraft der Rückstellfeder 1.4 in soino Ausgangsposition zurückgeschoben wird. Dort trifft der an der Mitnehmerscheibe 1.3 angebrachte Sporrklinkonbalken 5.3 auf

den Puffer 5.2 und nimi it erneut seine Verriegelungsposition ein. Der federenergiebetriebe Antriebsteil 2 bewerkstelligt die

Ausschalthandlung alum. Hierbei läuft der Käfig 2.2 dor Ausschaltfoder 2.1 auf die Rolle 5.6, die nach geringer Abfederung am Puffer 5.2 in der Kontur 5.7 in der Vorriegolungsposition verbleibt.

Claims (4)

1. Verriegelungeanordnung für Schalterantriebe, insbesondere für mit für die Durchführung einer Schalthandlung einen separaten federenerglebetiiebenen Antriebsteil aufweisende Antriebe von Hochspannungs-Leistungsschalter^ die nach dem Prinzip eines monostabilen Kipphebels arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinkenbalken (5,3) der Verriegelungsanordnung (5) zwischen dem energiebereitstellenden druckmittelbetriebenen Antriebsteil (1) und dem separaten federenergiebetriebenen Antriebsteil (2) angeordnet sind, daß die feste Aufnahme der Sperrklinkenbalken (5.3) an festen Drehpunkten (5.5) innerhalb einer mit dem in der Begrenzungsachse der Ausschaltfeder (2.1) des Antriebsteils (2) liegenden Antriebsteil (1) verbundenen Mitnehmerscheibe (1.3) erfolgt, daß im entriegelten Zustand die Bauteilgruppen beider Antriebsteile (1; 2) gegeneinander axial entlang des Schalterhubes freiboweglich sind, daß sich durch die Kraftwirkungon im verriegelten Zustand die Sport klir.kenbalken (5.3) stabil zwischen der Mitnehmerscheibe (1.3) und dem die Ausschaltfeder (2.1) des Antriebsteiles (2) zugeordneten Käfig (2.2) anordnen und daß zum Ent- bzw. Verriegeln feststehende Anschläge (5.1) bzw.

Puffer (5.2) an den Enden des Schaiterhubes vorhanden sind, gegen die sich die Sperrklinkonbalken (5.3) bewegen.

2. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (2.2) der Ausschaltfeder (2.1) in Hubrichtung als Sackgasse verlaufende, nutähnliche Führungen mit im Querschnitt kroisbogenförmiger Kontur (5.7) aufweist, in die die Sperrklinkenbalken (5.3) eingreifen.

3. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinkenbalken (5.3) an ihrem der nutähnlich' η Führung zugewandten Ende eine Rolle (5.6) tragen, die in Verriegelungsposition an die im Qi.erschnitt kreisbogenförmige Kontur (5.7) angreift.

4. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1,2 r-Jer 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt kreisförmige Kontur (5.7) und die Umfangskontur der Rolle (5.6) geometrisch so angepaßt sind, daß die Resultierende der während der Verriegelung wirkenden Kräfte in den Käfig (2.2) der Ausschaltfeder (2.1) weist.