DE102010063893A1

DE102010063893A1 - Vorrichtung zum Betätigen eines elektrischen Schalters

Info

Publication number: DE102010063893A1
Application number: DE102010063893A
Authority: DE
Inventors: Matthias Eisner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Also published as: CN102568911A; CN102568911B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Betätigen eines elektrischen Schalters (2), der Hauptkontakte aufweist, die mittels einer Abtriebswelle (8) geöffnet und geschlossen werden, mit einer Antriebswelle (7), die quer zur Abtriebswelle (8) verläuft und aus einer AUS-Stellung (0) in eine EIN-Stellung (I) und umgekehrt drehbar ist, wobei die Drehung der Antriebswelle (7) die Abtriebswelle (8) aus einer AUS-Schaltstellung in eine EIN-Schaltstellung und umgekehrt bewegt, und mit mindestens einem ersten und zweiten Hilfsschalter (11, 12), wobei der Schaltzustand des ersten Hilfsschalters (11) anzeigt, in welcher der beiden Schaltstellungen sich die Abtriebswelle (8) jeweils befindet und wobei das Öffnen des zweiten Hilfsschalters (12) zeitlich vor dem Trennen der Hauptkontakte durch die Abtriebswelle (8) erfolgt. Um sicherzustellen, dass der Schaltzustand der Hauptkontakte jeweils korrekt angezeigt wird, wird vorgeschlagen, dass die Abtriebswelle (8) den ersten Hilfsschalter (11) und die Antriebswelle den zweiten Hilfsschalter (12) betätigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines elektrischen Schalters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lasttrennschalter sind als eine spezielle Ausführung eines elektrischen Schalters bekannt. Sie weisen Hauptkontakte in Form von Kontaktstücken auf, die mittels einer Schaltwelle geöffnet und geschlossen werden, wobei die Schaltwelle zwei Schaltstellungen aufweist. Zum Ein- und Ausschalten des Schalters wird die Schaltwelle jeweils aus der einen Schaltstellung in die andere gedreht, also aus einer AUS-Schaltstellung in eine EIN-Schaltstellung und umgekehrt. Die Drehung der Schaltwelle erfolgt mittels einer am Schalter montierten Betätigungsvorrichtung, deren Abtriebswelle mit der Schaltwelle verbunden ist. Zur Drehung der Abtriebswelle ist eine Antriebswelle vorgesehen, die quer zur Abtriebswelle verläuft und korrespondierend zu den beiden Schaltstellungen der Schaltwelle aus einer Stellung AUS in eine Stellung EIN und umgekehrt drehbar ist, häufig über ein Sprungschaltwerk. Zum Betätigen der Antriebswelle ist eine Handhabe auf die Antriebswelle aufsteckbar.
Es ist bekannt, in der Betätigungsvorrichtung Hilfsschalter vorzusehen, wobei einer der Hilfsschalter jeweils die Schaltstellung der Schaltwelle anzeigt und ein anderer Hilfsschalter so geschaltet ist, dass er zeitlich vor den Hauptkontakten öffnet, um bei Bedarf noch andere Sicherheitseinrichtungen auszulösen. Wenn der Öffnungsvorgang der Hauptkontakte beispielsweise innerhalb von 20 ms stattfindet, so öffnet der zeitlich vorauseilende Hilfsschalter mindestens 20 ms vorher.
Es ist üblich, die Hilfsschalter über die Antriebswelle zu betätigen. Dabei kann aber eine fehlerhafte Bedienung auftreten. Beispielsweise kann es vorkommen, dass die Antriebswelle hinter dem Totpunkt des Sprungschaltwerks blockiert und so nicht die Lage einnehmen kann, die nötig ist, um den geänderten Zustand der Hauptkontakte korrekt anzuzeigen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Schaltzustand der Hauptkontakte jeweils korrekt anzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht vor, dass die Antriebswelle den einen (ersten) Hilfsschalter und die Antriebswelle den anderen (zweiten) Hilfsschalter betätigt. Die Lösungsidee besteht also darin, die Betätigung der Hilfsschalter voneinander mechanisch zu entkoppeln.
Eine technisch einfache Ausführung sieht vor, dass die Abtriebswelle einen Abtriebswellen-Nocken aufweist, der zum Betätigen des (ersten) Hilfsschalters ein erstes Schiebeelement verschiebt, dass die Antriebswelle ebenfalls einen (ersten) Antriebswellen-Nocken aufweist, der zum Betätigen des andern (zweiten) Hilfsschalters ein weiteres (zweites) Schiebeelement verschiebt, und dass die Winkelpositionen (der Winkelabstand bezogen auf einen Referenzwinkel) der beiden Nocken jeweils so gewählt sind, dass das Verschieben der Schiebeelemente zeitlich versetzt (also nacheinander) erfolgt.
Im einfachsten Fall verschiebt der erste Antriebswellen-Nocken das zweite Schiebeelement über eine Steuerkurve.
Mit Vorteil lässt sich eine TEST-Stellung vorsehen, die der EIN-Stellung gegenüberliegt, wobei die Antriebswelle einen zweiten (Antriebswellen-)Nocken aufweist, der die beiden Schiebeelemente bei Drehung der Antriebswelle in die TEST-Stellung zusammen verschiebt, und zwar jeweils über die Steuerkurve gesteuert. Die TEST-Stellung liegt entgegen gesetzt zur EIN-Stellung, also in Richtung EIN-Stellung gesehen vor der AUS-Stellung.
Bei einer technisch einfachen Ausführung ist der zweite Antriebswellen-Nocken dem ersten Antriebswellen-Nocken gegenüberliegend angeordnet.
Insbesondere um eine TEST-Stellung mit geringem Aufwand zusätzlich zu realisieren, wird vorgeschlagen, dass die Steuerkurve das zweite Schiebeelement unmittelbar verschiebt und dass das zweite Schiebeelement das erste Schiebeelement jeweils mitnimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Betätigungsvorrichtung und einen Trennschalter vor der Montage,
2 die Betätigungsvorrichtung gemäß 1 von oben,
3 die Betätigungsvorrichtung gemäß 2 in einer räumlichen Darstellung ohne Gehäuse,
4 die Betätigungsvorrichtung gemäß 3 von der Seite,
5 die Betätigungsvorrichtung gemäß 3 von vorn,
6 die Betätigungsvorrichtung mit sich zwischen AUS- und EIN-Stellung befindender Antriebswelle von vorn,
7 die Betätigungsvorrichtung gemäß 6 in dreidimensionaler Darstellung,
8 die Betätigungsvorrichtung gemäß 6 von der Seite,
9 die Betätigungsvorrichtung mit Antriebswelle in EIN-Stellung,
10 die Betätigungsvorrichtung gemäß 9 in dreidimensionaler Darstellung,
11 die Betätigungsvorrichtung mit Antriebswelle in TEST-Stellung von oben und
12 die Betätigungsvorrichtung mit Antriebswelle in TEST-Stellung von vorn.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Betätigen eines Trennschalters 2 vor der Montage, wobei der Trennschalter 2 (hier in einer einpoligen Ausführung) seitlich an der Betätigungsvorrichtung 1 befestigt wird. Der Trennschalter 2 weist nicht gezeigte Hauptkontakte auf, die mittels einer Schaltwelle 3 geöffnet und geschlossen werden können. Über Anschlussstücken 4, 5 ist der Trennschalter 2 mit einem zu schaltenden Stromkreis verbindbar.
Die Betätigungsvorrichtung 1 befindet sich in einem Gehäuse 6, aus dem die freien Enden einer Antriebswelle 7 und eine Abtriebswelle 8 herausragen.
Bei der Montage werden die Abtriebswelle 8 und die Schaltwelle 3 durch Zusammenstecken miteinander verbunden. Dazu sind in der Abtriebswelle 8 korrespondierende Aufnahmen (nicht gezeigt) ausgebildet.
Die Antriebswelle weist eine Vierkant-Ausnehmung 9 auf, in welche das Ende einer entsprechenden Handhabe einsteckbar ist. Die Antriebswelle 8 ist aus einer AUS-Stellung 0, wie in 1 dargestellt, in eine EIN-Stellung I drehbar und umgekehrt, wobei eine Spitze (Kerbe) 10 auf die jeweilige Stellung der Antriebswelle 7 zeigt. Vor der AUS-Stellung I befindet sich noch eine TEST-Stellung T.
2 zeigt die Betätigungsvorrichtung 1 von vorn, 3 in einer räumlichen Darstellung ohne Gehäuse 6. Die Antriebswelle 7 und die Abtriebswelle 8 verlaufen quer zueinander. Beide Wellen 7, 8 sind miteinander verbunden (hier indirekt über ein nicht weiter gezeigtes Sprungschaltwerk), wobei eine Drehung der Antriebswelle aus ihrer AUS-Stellung in ihre EIN-Stellung mittelbar zu einer Drehung der Abtriebswelle aus ihrer AUS-Schaltstellung in ihre EIN-Schaltstellung führt, und umgekehrt. Und zwar wird nach durchfahren eines Totpunkts des Sprungschaltwerkes der Schließvorgang von der Abtriebswelle 8 begonnen.
Weiter sind in 3 Hilfsschalter 11, 12 mit elektrischen Kontakten 13 vorhanden. Diese werden über Schaltstößel 14, 15 betätigt. Beim Betätigen werden die Stößel 14, 15 von nebeneinander liegenden plattenförmigen Betätigungselementen 16, 17 in die Hilfsschalter 11, 12 gedrückt; in 3 sind die Hilfsschalter 11, 12 in unbetätigtem Zustand gezeigt und die Betätigungselemente 16, 17 befinden sich auf gleicher Höhe. Die Abtriebswelle 8 befindet sich in ihrer AUS-Schaltstellung.
4 zeigt die Betätigungsvorrichtung gemäß 3 von der Seite. Man erkennt an der Abtriebswelle 8 eine nockenartige Wulst, die eine (erste) Steuerkurve 21 bildet und mit einem Vorsprung 22a eines (ersten) Schiebeelements 22 zusammenwirkt. In 4 liegt die Steuerkurve 21 an dem Vorsprung 22a an.
In 5 ist die Betätigungsvorrichtung 1 gemäß 3 von vorn gezeigt. Die Antriebswelle 7 weist zwei (Antriebswellen)Nocken 18, 19 auf, von denen der Nocken 18 auf einer (der linken) Seite einer (zweiten) Steuerkurve 20 anliegt.
In 6 ist die Antriebswelle 7 im Uhrzeigersinn soweit gedreht, dass der Nocken 19 auf der anderen (der rechten) Seite an der Steuerkurve 20 lediglich anliegt (die Antriebswelle 7 befindet sich zwischen ihrer AUS- und EIN-Stellung). Im Verlauf der Drehung der Antriebswelle 7 in diese Zwischenstellung hat die Steuerkurve 21 den Vorsprung 22a und damit das Schiebeelement 22 gegen eine Federkraft nach unten geschoben (angetrieben). In dieser Zwischenstellung sind die beiden Stößel 15 von dem Schiebeelement 22 (mittels des daran angeordneten Betätigungselements 17) in die Hilfsschalter 12 gedrückt, also betätigt. Das Schiebeelement 23 befindet sich in seinem Ursprungszustand. Dadurch bleibt der Stößel 14 durch das Betätigungselement 16 unbetätigt. Der Hilfsschalter 11 befindet sich in seinem Ausgangs(schalt)zustand. Letzteres ist in 7 in dreidimensionaler Darstellung und in 8 von der Seite zu sehen. Ein Vergleich von 4 mit 8 lässt die Verschiebung des Schiebeelements 22 durch die Steuerkurve 21 erkennen. Die Steuerkurve 21 hat das Schiebeelement 22 mit der Platte 17 im Verlauf der Drehung nach unten gedrückt hat und hält es gegen eine elastischen Federkraft in dieser Lage.
In 9 befinden sich die Antriebswelle 7 in ihrer EIN-Stellung (Endstellung) und der Scheitelpunkt des Nockens 19 auf dem Scheitelpunkt der Steuerkurve 20. Die Steuerkurve 20 ist ebenfalls mit einem Schiebeelement 23 verbunden und durch den Nocken 19 nach unten gedrückt worden. Das Schiebeelement 23 (Betätigungselement 16) hat den Stößel 14 des Hilfsschalters 11 betätigt. Dies ist auch in der 10 gut zu erkennen.
In 11 ist die Antriebswelle 7 in ihre TEST-Stellung gedreht, die sich vor der AUS-Stellung befindet, so dass TEST-Stellung der EIN-Stellung gegenüberliegt.
Wie aus der zugehörigen 12 ersichtlich, wirkt der zweite Nocken 18 in der TEST-Stellung mit der Steuerkurve 20 zusammen und drückt das zugehörige Schiebeelement 22 nach unten, wobei es das Schiebeelement 23 mitnimmt. In dieser Stellung sind beide Hilfsschalter 11, 12 betätigt, während die Hauptkontakte geöffnet bleiben.
Nachdem also der Totpunkt des Sprungschaltwerkes beim Einschalten durchfahren wird, beginnt die Abtriebswelle 8 mit dem Schließvorgang. Über der sich darauf befindlichen Steuerkurve 21 wird das Schieberelement 22 in seine Endlage gedrückt, und zwar bevor die Antriebswelle 7 ihre EIN-Stellung I einnimmt (höchstens jedoch gleichzeitig). Mit der Endlage des Schieberelements 22 werden die Hilfsschalter 12 geschlossen. Die Antriebswelle 7 bewegt erst kurz vor Erreichen der EIN-Stellung I über ihren Nocken 19 das Schieberelement 23 in seine Endlage. Der Hilfsschalter 11 ist erst jetzt geschlossen. Dadurch wird das nacheilende (bzw. höchstens gleichzeitige) Einschalten des Hilfsschalters 11 zu den Hauptkontakten realisiert.
Beim Ausschaltvorgang wird zunächst die Abtriebswelle 7 (Handhabe) im Gegenuhrzeigersinn in Richtung AUS-Stellung gedreht. Der Nocken 19 ist so abgestimmt, dass vor Erreichen des Totpunkts das Schiebelement 22 freigegeben und (durch die Feder) in seine ursprüngliche Lage gedrückt wird. Das Ausschalten des Hilfsschalters 11 erfolgt. Durch die lose Verbindung der Schiebelemente 22, 23 bleibt das Schiebeelement 22 solange in seiner Endlage, bis der Totpunkt überschritten ist und dadurch die Abtriebswelle 8 über Schaltwelle 3 die Hauptkontakte öffnet. Erst dann wird über die Steuerkurve 21 das Schiebelement 22 freigegeben und (über die Feder) in seine Anfangslage gedrückt. Die Ausschaltung der übrigen Hilfsschalter 12 erfolgt. Somit wird eine voreilende Hilfsschalterbetätigung unabhängig von der Schaltstellungsanzeige verwirklicht.

Claims

Vorrichtung (1) zum Betätigen eines elektrischen Schalters (2), der Hauptkontakte aufweist, die mittels einer Abtriebswelle (8) geöffnet und geschlossen werden, mit einer Antriebswelle (7), die quer zur Abtriebswelle (8) verläuft und aus einer AUS-Stellung (0) in eine EIN-Stellung (I) und umgekehrt drehbar ist, wobei die Drehung der Antriebswelle (7) die Abtriebswelle (8) aus einer AUS-Schaltstellung in eine EIN-Schaltstellung und umgekehrt bewegt, und mit mindestens einem ersten und zweiten Hilfsschalter (11, 12), wobei der Schaltzustand des ersten Hilfsschalters (11) anzeigt, in welcher der beiden Schaltstellungen sich die Abtriebswelle (8) jeweils befindet und wobei das Öffnen des zweiten Hilfsschalters (12) zeitlich vor dem Trennen der Hauptkontakte durch die Abtriebswelle (8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (8) den ersten Hilfsschalter (11) und die Antriebswelle den zweiten Hilfsschalter (12) betätigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abtriebswelle (8) einen Abtriebswellen-Nocken (21) aufweist, der zum Betätigen des ersten Hilfsschalters (11) ein erstes Schiebeelement (22) verschiebt, dass die Antriebswelle (7) einen ersten Antriebswellen-Nocken (19) aufweist, der zum Betätigen des zweiten Hilfsschalters (12) ein zweites Schiebeelement (23) verschiebt, und dass die Winkelpositionen des Abtriebswellen-Nockens (21) auf der Abtriebswelle (8) und des ersten Antriebswellen-Nockens (19) auf der Antriebswelle (7) so gewählt sind, dass das Verschieben der Schiebeelemente (22, 23) zeitlich versetzt erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antriebswellen-Nocken (19) das zweite Schiebeelement (23) über eine Steuerkurve (20) verschiebt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der AUS-Stellung (0) eine der EIN-Stellung (I) gegenüberliegende TEST-Stellung (T) vorgesehen ist und dass die Antriebswelle (7) einen zweiten Antriebswellen-Nocken (18) aufweist, der die beiden Schiebeelemente (22, 23) bei Drehung der Antriebswelle (7) aus der AUS-Stellung (0) in die TEST-Stellung (T) über die Steuerkurve (20) gesteuert zusammen verschiebt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebswellen-Nocken (18) dem ersten Antriebswellen-Nocken (19) gegenüberliegend angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebswellen-Nocken (18) über die Steuerkurve (20) das zweite Schiebeelement (23) unmittelbar verschiebt und dass das zweite Schiebeelement (23) das erste Schiebeelement (22) jeweils mitnimmt.