DE102016200587A1

DE102016200587A1 - Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät sowie Einstellverfahren

Info

Publication number: DE102016200587A1
Application number: DE102016200587.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kern; Gunnar Lutzke; Annette Wandel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2017-07-20
Also published as: WO2017125226A1

Abstract

Eine Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät weist ein antreibbares Auslöseelement (6) auf. Das erste Auslöseelement (6) ist mit einem Rückstellmittel (11) ausgestattet, welches sich zwischen einem ersten Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) sowie einem zweiten Gegenlager (16) erstreckt. Das erste Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) weist einen einstellbaren Anschlag (14) auf. Um ein Einstellen des einstellbaren Anschlages (14) vorzunehmen, kann ein Distanzelement (26) in einem Fügespalt eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät, aufweisend ein antreibbares Auslöseelement, welchem ein an einem ersten Gegenlager gelagertes Rückstellmittel zugeordnet ist.
Eine derartige Auslöseeinrichtung ist beispielsweise aus dem Gebrauchsmuster DE 29715900 U1 bekannt. Dort ist eine Auslöseeinrichtung beschrieben, welche ein antreibbares Auslöseelement aufweist. Ein Rückstellmittel des Auslöseelement ist an einem Gegenlager gelagert. Um die Ansprechzeiten der dortigen Auslöseeinrichtung einzustellen, ist vorgesehen, ein Ausgleichmassestück am Auslöseelement anzubringen und so dessen Trägheit zu beeinflussen. Entsprechend ist bei der bekannten Auslöseeinrichtung über eine Variation der Ausgleichmassestücke bzw. eine Variation der Position der verwendeten Ausgleichmassestücken die Ansprechzeit der Auslöseeinrichtung einstellbar.
Einerseits besteht so die Möglichkeit, eine Ansprechzeit der Auslöseeinrichtung einzustellen, andererseits ist ein Abgleichen von Ansprechzeiten verschiedener Auslöseeinrichtungen relativ aufwändig. Darüber hinaus ist insbesondere bei längerem Betrieb und dabei zu erwartender Abnutzung bzw. Verunreinigung der Auslöseeinrichtung ein Verändern der Ansprechzeit trotz Ausgleichmassestück zu befürchten. Entsprechend ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, ein einfacheres Einstellen der Ansprechzeit einer Auslöseeinrichtung zu ermöglichen und dabei das langfristige Betriebsverhalten der Auslöseeinrichtung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Auslöseeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das erste Gegenlager eine einstellbaren Anschlag aufweist.
Eine Auslöseeinrichtung kann genutzt werden, um ein Auslösen einer Antriebseinrichtung zu steuern. Eine Antriebseinrichtung ist beispielsweise dazu verwandt, eine Bewegung hervorzurufen. Beispielsweise kann eine Antriebseinrichtung einem elektrischen Schaltgerät zugeordnet sein, um eine Relativbewegung von Schaltkontaktstücken einer Schaltstrecke des Schaltgerätes hervorzurufen. Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung einen Energiespeicher, beispielsweise einen mechanischen Energiespeicher wie eine Feder, z. B. eine Hydraulikfeder, eine Schraubenfeder, eine Spiralfeder, eine Pneumatikfeder oder eine anderweitig geeignete Energiespeichereinrichtung aufweisen. In dem Energiespeicher kann die notwendige Energie für eine oder mehrere abzugebende Bewegungen gespeichert werden. Dazu ist der Energiespeicher zunächst aufzuladen. Um ein gezieltes Freisetzen der zwischengespeicherten Energie aus dem Energiespeicher zu ermöglichen, kann eine Auslöseeinrichtung genutzt werden. Merkmal einer Auslöseeinrichtung ist, dass ein größerer, insbesondere deutlich größerer Betrag an Antriebsenergie freigesetzt bzw. ausgelöst werden kann als eine für die Freisetzung bzw. Auslösung nötige Steuerenergie. Beispielsweise kann eine Auslöseeinrichtung auf ein Getriebe einwirken, welches beispielsweise in einem instabilen Zustand befindlich einen aufgeladenen Energiespeicher verklinkt. Beispielsweise kann eine Feder gespannt sein und mittels einer Kniehebelanordnung ein spontanes Entspannen der Speicherfeder verhindert sein. Die Auslöseeinrichtung kann eine Klinke (z. B. Kniehebel) betätigen und eine Freigabe bzw. ein Entspannen der Feder bewirken. Dazu kann die Auslöseeinrichtung ein Auslöseelement aufweisen, welches antreibbar ist, um eine mechanische Einwirkung bzw. Kraftwirkung auf eine Klinke zu vollziehen. Das Auslöseelement kann beispielsweise nach Art eines Linearantriebes bewegbar sein. So kann das Auslöseelement beispielsweise als Kern einer als Tauchspule ausgebildeten Antriebswicklung fungieren, um eine Linearbewegung bei einer Bestromung der Tauchspule hervorzurufen. Ein Rückstellmittel kann vorgesehen sein, das Auslöseelement in eine Neutralstellung zurückzubewegen. Das Auslöseelement kann über das Rückstellmittel in einer Neutralposition gesichert sein, so dass ein unerwünschtes Betätigen der Verriegelung (z. B. Betätigung einer Klinke) des Energiespeichers ausgeschlossen ist. Bei einer Verwendung eines elektrischen Energiespeichers, beispielsweise eines Kondensators, eines Akkumulators, einer Batterie oder ähnlichem kann das Auslöseelement beispielsweise auf eine Schalteranordnung einwirken und so ein elektrisches Auslösen eines Energiespeichers bewirken. Neben einem Sichern des Auslöseelements in einer Neutralposition über das Rückstellmittel kann das Rückstellmittel auch dafür sorgen, dass nach einem erfolgten Betätigen des Auslöseelementes, beispielsweise nach einem Öffnen einer Verriegelung, das Auslöseelement wieder in eine Neutralposition zurückbewegt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Rückstellmittel bei einem Betätigen des Auslöseelementes gespannt wird und die beim Spannen in das Rückstellelement eingebrachte Energie ein Rückstellen des Auslöseelementes unterstützt/bewirkt. Das Rückstellmittel kann so beispielsweise Kräfte in ein erstes Gegenlager einleiten, bzw. von/an einem ersten Gegenlager abgestützt sein. Das Gegenlager kann beispielsweise eine Anlagefläche aufweisen, an welcher das Rückstellmittel anliegt und gegenüber welchem sich das Rückstellmittel abstößt.
Eine Ausstattung des Gegenlagers mit einem einstellbaren Anschlag ermöglicht es, die Position des Anschlages bzw. einer Anlagefläche des Anschlages zu variieren und dadurch die Art der Einleitung bzw. den Punkt der Einleitung von Kräften in das Gegenlager zu justieren. Beispielsweise kann das Gegenlager bzw. der einstellbare Anschlag des Gegenlagers verlagert werden. Somit kann beispielsweise das Übertragungsverhalten des Rückstellmittels beeinflusst werden. Beispielsweise kann das Rückstellmittel mit einer Vorspannung beaufschlagt werden, so dass eine Mindestspeicherung von Energie in dem Rückstellmittel vorliegt. Das Rückstellmittel kann durch eine Justage des Anschlages des Gegenlagers eine steifere oder weichere Charakteristik aufgeprägt bekommen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, unter Beibehaltung des Rückstellmittels bzw. des Auslöseelementes das Rückstellverhalten bzw. das Ansprechverhalten der Auslöseeinrichtung zu verändern bzw. einzustellen. Das erste Gegenlager kann ortsfest oder bewegbar ausgeführt sein. Eine Justage des Anschlages des ersten Gegenlagers kann unabhängig von einer Bewegbarkeit des ersten Gegenlagers vorgenommen werden. Weiter kann durch eine Justage des Anschlages die freie Bewegbarkeit der Auslöseeinrichtung verändert werden.
Ein elektrisches Schaltgerät kann relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke aufweisen, wobei eine Relativbewegung der Schaltkontaktstücke zueinander von einer Antriebseinrichtung hervorgerufen werden kann. Mittels einer Auslöseeinrichtung kann die Antriebseinrichtung in Betrieb gesetzt werden. D. h. eine Bewegung kann von der Antriebseinrichtung ausgehend auf die relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke eingekoppelt werden. Als elektrisches Schaltgerät eigenen sich beispielsweise Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter oder andere Schaltgeräte, welche relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke aufweisen. Insbesondere an Leistungsschaltern, deren Schaltkontaktstücke vergleichsweise schnell relativ zueinander bewegt werden müssen, um Schaltlichtbögen zu beherrschen, kann die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung angeordnet sein.
Das elektrische Schaltgerät kann bevorzugt ein fluidisoliertes elektrisches Schaltgerät sein, d. h. zur elektrischen Isolation der Schaltkontaktstück bzw. weitere Phasenleiter ist ein elektrisch isolierendes Fluid in Gas- oder flüssiger Form eingesetzt. Bevorzugt kann das elektrisch isolierende Fluid innerhalb eines Gehäuses, bevorzugt innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeordnet sein, um ein unerwünschtes Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluids zu verhindern. Die Nutzung eines Kapselungsgehäuses ermöglicht darüber hinaus, das elektrisch isolierende Fluid unter Überdruck zu setzen, so dass die Isolationseigenschaften des elektrisch isolierenden Fluids zusätzlich verstärkt werden. Entsprechend kann das Kapselungsgehäuse nach Art eines hermetisch geschlossenen Druckbehälters ausgestaltet sein. Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich beispielsweise fluorhaltige Verbindungen wie Schwefelhexafluorid, Fluorketone oder Fluornitrile. Darüber hinaus können aber auch Stickstoff, Kohlendioxid, gereinigte atmosphärische Luft etc. zum Einsatz kommen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste Gegenlager mit einem zweiten Gegenlager über das Rückstellmittel verbunden ist.
Das Rückstellmittel kann ein erstes Gegenlager mit einem zweiten Gegenlager miteinander verbinden. Zwischen den Gegenlagern kann das Rückstellmittel beispielsweise eingespannt werden, so dass ein Herauslösen des Rückstellmittels aus den Gegenlagern verhindert ist. Beispielsweise können die Gegenlager eine axiale Bewegbarkeit des Rückstellmittels begrenzen. Entsprechend können die Gegenlager in Achsrichtung beabstandet voneinander angeordnet sein, wobei eine Relativbewegung des Rückstellmittels bevorzugt in Achsrichtung erfolgen kann. Durch eine Verwendung eines einstellbaren Anschlages kann die freie Wegstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenlager variabel gestaltet werden. Beispielsweise kann so eine variable Vorspannung auf ein Rückstellmittel aufgeprägt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die beiden Gegenlager relativ zueinander beweglich gelagert sind.
Eine bewegliche Lagerung der Gegenlager relativ zueinander ermöglicht es, zusätzlich zur Justagemöglichkeit am ersten Gegenlager ein Spannen bzw. Belasten oder Entspannen bzw. Entlasten des Rückstellmittels durch eine Relativbewegung der Gegenlager zu bewirken. Entsprechend kann eine Bewegung, welche zum Einstellen des Anschlages am ersten Gegenlager notwendig ist, bevorzugt von einer Bewegung des ersten bzw. des zweiten Gegenlagers relativ zueinander überlagert sein. Bevorzugt kann die Bewegung zur Einstellung des Anschlages am ersten Gegenlager fluchtend, insbesondere achsgleich zur Relativbewegung zwischen erstem sowie zweitem Gegenlager vorgenommen werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass beide Gegenlager bewegbar ausgestaltet sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich das erste oder das zweite Gegenlager bewegbar sind, wobei das andere Gegenlager ortsfest angeordnet ist. Eine Ausstattung des ersten Gegenlagers mit einstellbarem Anschlag kann sowohl an einem ortsfest positionierten Gegenlager als auch an einem bewegbar gelagerten Gegenlager vorgesehen sein. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, unabhängig von der Ausgestaltung von erstem und zweitem Gegenlager neben einer Ausstattung des ersten Gegenlagers mit einem einstellbaren Anschlag auch das zweite Gegenlager mit einem einstellbaren Anschlag auszustatten. Dadurch wird die Justagemöglichkeit zusätzlich vergrößert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Rückstellmittel einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist.
Ein Rückstellmittel mit elastischem Abschnitt ist beispielsweise eine Feder. Eine Feder kann verschiedenartig aufgebaut sein. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Gasfeder, eine mechanische Feder, eine Zugfeder, eine Druckfeder, eine Membranfeder usw. handeln. Bevorzugt sollte die Federwirkung bzw. die Elastizität des Rückstellmittels derartig ausgerichtet sein, dass diese bei einer Relativbewegbarkeit von erstem und zweitem Gegenlager fluchtend in Richtung der Relativbewegung wirkt. Dadurch kann vorgesehen sein, dass das Rückstellmittel eine Relativbewegung der beiden Gegenlager zueinander beispielsweise umkehren kann.
Bei einer Bewegung des Auslöseelementes kann der elastisch verformbare Abschnitt unter Spannung bzw. unter zusätzliche Spannung gesetzt und bei einer Rückbewegung entspannt bzw. teilweise entspannt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der einstellbare Anschlag an einem ortsveränderlichen Sockelelement des ersten Gegenlagers abgestützt ist.
Ein ortsveränderlicher Anschlag kann relativ zu einem Sockelelement des ersten Gegenlagers positioniert werden. Das Sockelelement ist dabei der Teil eines Gegenlagers, welcher Kräfte, die in das Gegenlager eingeleitet werden, aufnimmt und an ein Tragelement weiterleitet. Das Tragelement kann beispielsweise ortsfest sein, so dass das erste Gegenlager ortsfest ausgeführt ist. Das Tragelement kann jedoch auch bewegbar ausgebildet sein, so dass das erste Gegenlager bewegbar ist. Als Tragelement kann beispielsweise ein antreibbares Auslöseelement der Auslöseeinrichtung dienen. In diesem Falle ist das erste Gegenlager gemeinsam mit dem antreibbaren Auslöseelement bewegbar, wobei zusätzlich der einstellbare Anschlag relativ zu dem Sockelelement bewegbar ist. Das Sockelelement ist dabei relativ auch zu einem bewegbaren Tragelement ortsfest positioniert. So kann das Sockelelement relativ zum Auslöseelement ortsfest lagern und zusätzlich eine Bewegung des einstellbaren Anschlages relativ zum Sockelelement und damit relativ zum antreibbaren Auslöseelement vorgenommen werden. Die Unterteilung des ersten Gegenlagers in ein Sockelelement sowie einen Anschlag weist weiterhin den Vorteil auf, dass in einfacher Weise verschiedenartig eine Justage des einstellbaren Anschlages des ersten Gegenlagers vorgenommen werden kann. Ein Rückstellelement kann beispielsweise unter Spannung gesetzt werden, bzw. bei einem Entspannen eines Rückstellmittels kann eine treibende Kraft auf das erste Gegenlager zur Erzielung einer Relativbewegung, insbesondere zwischen einem ersten Gegenlager sowie einem zweiten Gegenlager hervorgerufen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der einstellbare Anschlag durch Einbringen eines Distanzelementes eingestellt wird.
Ein Distanzelement ermöglicht es, eine Wegstrecke zu überbrücken bzw. den einstellbaren Anschlag in einer definierten Position zu halten. Ein Distanzelement ist somit eine Möglichkeit, den Anschlag am ersten Gegenlager einzustellen. Das Distanzelement kann in das bzw. an das erste Gegenlager ein- bzw. angebracht werden, wodurch der einstellbare Anschlag des ersten Gegenlagers justierbar ist. Das Distanzelement kann dabei selbst den Anschlag bilden, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Distanzelement lediglich einer Beabstandung eines einstellbaren Anschlages, beispielsweise zu einem Sockelelement bewirkt. Das Distanzelement kann dabei verschiedenartig aufgebaut werden, beispielsweise kann mittels eines Distanzelementes ein Aufkeilen, ein Verschrauben bzw. Auseinandertreiben mittels Gewinden oder ähnlichem vorgenommen werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass verschiedenartig dimensionierte Sockelelemente, welche gegeneinander ausgetauscht werden, Verwendung finden, um einen Anschlag zu justieren. Der Anschlag kann durch das Sockelelement selbst gebildet sein. Das Distanzelement kann durch eine von einem Rückstellelement ausgehende Kraft gesichert werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass das Distanzelement in einen Fügespalt eingesetzt wird.
Ein Einsetzen eines Distanzelementes in einen Fügespalt ermöglicht es, konstruktiv einfache Distanzelemente zu verwenden, wobei die den Fügespalt begrenzenden Elemente beispielsweise ein Sockelelement sowie ein einstellbarer Anschlag qualitativ hochwertiger ausgeführt sein können als das Distanzelement selbst. Ein Fügespalt kann beispielsweise auch zwischen einem Rückstellmittel und dem ersten Gegenlager befindlich sein. Das Distanzelement kann so in den Fügespalt eingesetzt werden. Das Distanzelement kann beispielsweise auch den einstellbaren Anschlag aufweisen. Der Anschlag kann beispielsweise durch einen Austausch des Distanzelementes einstellbar sein. Das Distanzelement kann in den Fügespalt eingebracht werden und die den Fügespalt begrenzenden Elemente in einer definierten Relativlage zueinander halten. Beispielsweise kann der Fügespalt dazu zunächst geweitet werden, um dann das Distanzelement einzubringen. Beispielsweise kann das Distanzelement in dem Fügespalt durch das Rückstellmittel in seiner Lage im Fügespalt gesichert werden. Eine kraftschlüssige Sicherung des Distanzelementes in dem Fügespalt kann vorgesehen sein. Bevorzugt kann der Kraftschluss durch das Rückstellmittel hervorgerufen sein. Weiterhin kann das Distanzelement innerhalb des Fügespaltes auch formschlüssig gehalten werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Distanzelement im Wesentlichen quer zur Wirkrichtung einer von dem Rückstellmittel bewirkten Rückstellkraft eingebracht wird.
Das Rückstellmittel kann beispielsweise eine Kraftwirkung in einer Achsrichtung entfalten. Die Achse kann sich dabei zwischen dem ersten sowie dem zweiten Gegenlager erstrecken. Wird nunmehr das Distanzelement im Wesentlichen quer zur Wirkrichtung eingebracht, so können in einfacher Weise ein Kraftschluss auf das Distanzelement wirken und so ein Sichern desselben an dem ersten Gegenlager vorgenommen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Distanzelement selbstsichernd ist.
Eine Sicherung kann beispielsweise mittels Federkraft vorgesehen sein, um ein Entfernen des Distanzelementes von dem ersten Gegenlager zu verhindern. Beispielsweise kann dem Distanzelement ein eine Federkraft erzeugendes Sicherungselement zugeordnet sein, welches einem Herausbewegen bzw. einem Lösen des Distanzelementes aus dem ersten Gegenlager entgegenwirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Distanzelement selbst als federelastisches Distanzelement ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Distanzelement nach Art einer elastischen Spange bzw. Splintes ausgebildet sein, welche(r) in einen Fügespalt hineingesteckt wird und den Fügespalt auf Grund seiner körperlichen Ausdehnung weitet. Dabei kann das Distanzelement beispielsweise auch als Spreizfeder ausgebildet sein, wobei ein Spreizen beispielsweise am Auslöseelement erfolgt und weiter eine Sicherung des Distanzelementes am ersten Gegenlager möglich ist.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Distanzelement an dem erstem Gegenlager zwischen einem Sockelelement und dem einstellbaren Anschlag angeordnet ist.
Das erste Gegenlager kann ein Sockelelement aufweisen, an welchem ein Anschlag abgestützt und relativ zu diesem beabstandet ist. Der Anschlag kann beispielsweise federkraftbelastet gegen das Sockelelement gepresst sein, wodurch zwischen Sockelelement und ortsveränderlichem Anschlag ein Fügespalt gebildet ist. Dieser Fügespalt eignet sich, um ein Distanzelement aufzunehmen. Beispielsweise kann der Fügespalt vor einem Einsetzen des Distanzelementes geweitet werden, um dann das Distanzelement aufnehmen zu können. Das Distanzelement kann dabei bevorzugt nach Art einer während einer Montage elastisch verformbaren Spange oder Klammer ausgebildet sein, so dass eine Demontage des ersten Gegenlagers nicht notwendig ist und eine sichere Lagerung des Distanzelementes möglich ist. Eine elastische Verformbarkeit sollte im Wesentlichen in einer Querrichtung zur Beabstandung von einstellbarem Anschlag und Sockelelement vorgesehen sein. Bevorzugt sollte in Richtung der Beabstandung eine starre Ausführung des Distanzelementes vorliegen.
Das Distanzelement kann dabei beispielsweise nach Art einer federelastischen Spange ausgebildet sein, je nach Dimension der federelastischen Spange kann eine mehr oder weniger große Distanzierung von Sockelelement und ortsveränderlichem Anschlag vorgesehen sein. Das Distanzelement kann beispielsweise nach Art einer Blattfeder ausgestaltet sein, wobei eine Blattbreite (bestimmt Beabstandung von Anschlag und Sockelelement) das Distanzierungsverhalten des Distanzelementes bestimmt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einstellverfahren zur Einstellung eines Ansprechverhaltens einer Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät, aufweisend ein antreibbares Auslöseelement und ein Rückstellmittel, welches an einem ersten Gegenlager gelagert ist, anzugeben. Bekannte Einstellverfahren erweisen sich als komplex und zeitaufwändig.
Aufgabe ist es, eine vereinfachte Einstellung einer Auslöseeinrichtung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Einstellverfahren der vorstehenden Art dadurch gelöst, dass in einen Fügespalt des ersten Gegenlagers ein Distanzelement eingesetzt wird.
Die Verwendung eines Distanzelementes und ein Einsetzen desselben in einen Fügespalt ermöglicht es, den Fügespalt zu weiten bzw. den Fügespalt in seiner Breite zu variieren. Durch die Verwendung verschiedenartiger Distanzelemente kann der Fügespalt unterschiedliche Dimensionen aufweisen. Dadurch ist es möglich, eine Auslöseeinrichtung in einer Grundkonfiguration herzustellen und lediglich mittels einfacher Distanzelemente das Ansprechverhalten der Auslöseeinrichtung einzustellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass durch das Distanzelement der Fügespalt auseinander getrieben wird.
Ein Auseinandertreiben des Fügespaltes mittels des Distanzelementes ermöglicht eine Kraftübertragung über das Distanzelement durch den auseinander getriebenen Fügespalt. Damit ist das erste Gegenlager mit einem einstellbaren Anschlag ausgestattet, wobei ein Ansprechverhalten durch ein Vorspannen bzw. Einstellen der Spannbarkeit des Rückstellmittels justiert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass vor einem Einsetzen des Distanzelementes der Fügespalt geweitet wird.
Eine Weitung des Fügespaltes kann beispielsweise mittels eines Werkzeuges vorgenommen werden. So kann z. B. ein Keil zum Aufweiten des Fügespaltes eingesetzt werden, wobei in den so geweiteten Fügespalt das Distanzelement nahezu kraftfrei eingesetzt werden kann. Nach dem erfolgen Einsetzen des Distanzelementes kann das Weiten des Fügespaltes zurückgeführt werden. Der Fügespalt nimmt in Abhängigkeit des gewählten Distanzelementes eine auswählbare Dimension ein.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die
1: einen Schnitt durch eine Auslöseeinrichtung mit einem ersten Gegenlager in einer ersten Variante, die
2: eine perspektivische Ansicht der aus der 1 bekannten Auslöseeinrichtung mit einem ersten Gegenlager in einer zweiten Variante, die
3: eine perspektivische Ansicht der aus der 1 bekannten Auslöseeinrichtung mit einem ersten Gegenlager in einer dritten Variante, die
4: eine perspektivische Ansicht der Auslöseeinrichtung wie aus der 1 bekannt mit einem ersten Gegenlager in einer vierten Variante, die
5: eine perspektivische Ansicht einer Auslöseeinrichtung wie aus der 1 bekannt mit einem ersten Gegenlager in einer fünften Variante, die
6: die aus der 1 bekannte Auslöseeinrichtung mit dem ersten Gegenlager erster Variante in perspektivischer Ansicht nebst Distanzelement, die
7: die aus der 6 bekannte Darstellung einer Auslöseeinrichtung mit dem ersten Gegenlager in erster Variante mit eingesetztem Distanzelement, die
8: das aus der 7 bekannte Distanzelement in unverbautem Zustand in stirnseitiger Ansicht und die
9: das aus der 7 bekannte Distanzelement in verbautem Zustand in stirnseitiger Ansicht.
Die in der 1 dargestellte Auslöseeinrichtung weist einen Grundkörper 1 auf. Der Grundkörper 1 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet (vgl. auch 2–6), wobei der Grundkörper 1 von einer ersten Stirnseite 2 zu einer zweiten Stirnseite 3 von einer Ausnehmung 4 vollständig durchsetzt ist. Vorliegend weist die Ausnehmung 4 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. An der ersten Stirnseite 2 ist die Mündungsöffnung der Ausnehmung 4 in einem Kragen 5 angeordnet. Der Kragen 5 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformt und in der ersten Stirnseite 2 mittig angeordnet. Der Kragen 5 wirkt als Wegbegrenzer für ein die Ausnehmung 4 durchsetzendes antreibbares Auslöseelement 6. Das antreibbare Auslöseelement 6 ist im Wesentlichen formkomplementär zum Querschnitt der Ausnehmung 4 ausgebildet, so dass das Auslöseelement 6 die Ausnehmung 4 durchsetzend längs einer Hauptachse 7 verschiebbar ist.
Innerhalb des Grundkörpers 1 ist mechanisch durch den Grundkörper 1 geschützt eine Antriebswicklung 8 angeordnet. Die Antriebswicklung 8 ist vorliegend in Form einer Tauchspule ausgebildet, deren Wicklungen die Ausnehmung 4 umgreifend ausgerichtet sind. Zum Bestromen der Antriebswicklung 8 sind Anschlussleitungen 9 mit einem Steckverbinder 10 verbunden, welcher am Grundkörper 10 befestigt ist. Über den Steckverbinder 10 ist die Antriebswicklung 8 mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar. Die Antriebswicklung 8 wirkt vorliegend als Tauchspule, wobei das Auslöseelement 6 als Tauchkern der Tauchspule fungiert. Um eine einfache Steuerung des Auslöseelementes 6 zu bewirken und ein wirksames Antreiben desselben mittels der Antriebswicklung 8 zu erzielen, ist das Auslöseelement 6 teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material und teilweise aus einem ferromagnetischen Material gebildet, so dass ein Hineinziehen des ferromagnetischen Abschnittes und damit des Auslöseelementes 6 in die Antriebswicklung 8 hinein vorgenommen werden kann. Der ferromagnetische Teil des Auslöseelementes 6 wird dabei in die Antriebswicklung 8 hinein gezogen, wodurch eine Bewegung des Auslöseelementes 6 in Richtung der Hauptachse 7 innerhalb der Ausnehmung 4 erzielt wird. Der elektrisch isolierende Abschnitt dient im Wesentlichen einer Führung des Auslöseelementes 6 sowie einer Übertragung einer Antriebskraft auf eine Verklinkung. Um ein Rückstellen eines in die Antriebswicklung 8 hineingezogenen Auslöseelementes 6 zu bewirken, ist ein Rückstellmittel 11 in Form einer Schraubenfeder verwendet. Das Rückstellmittel 11 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Hüllkontur auf, welche das Auslöseelement 6 umgreift, wobei der Querschnitt der Hüllkontur derart bemessen ist, dass das Rückstellmittel 11 den Kragen 5 umgreift und einerseits, an der ersten Stirnseite 2 anliegt. Andererseits liegt das entgegengesetzte Ende des Rückstellmittels 11 an einem ersten Gegenlager 12 an. Das erste Gegenlager 12 ist in 1 in einer ersten Variante gezeigt. Das erste Gegenlager 12 ist dabei von einer ersten Scheibe 13 sowie einer zweiten Scheibe 14 gebildet. Ein Bolzenkopf 15 lagert das erste Gegenlager 12. Der Bolzenkopf 15 kann beispielsweise stirnseitig in dem Auslöseelement 6 eingeschraubt sein. Damit ist die freie Bewegbarkeit der axial verschiebbar auf dem Auslöseelement selbst angeordneten Scheiben 13, 14 begrenzt. Das erste Gegenlager 12 weist einen Anschlag, welcher hier durch die zweite Scheibe 14 gebildet ist, sowie ein Sockelelement, gebildet durch die erste Scheibe 13 bzw. den Bolzenkopf 15, auf. Das Auslöseelement 6 dient als bewegbares Tragelement für das erste Gegenlager 12. Ein zweites Gegenlager 16 ist durch die erste Stirnseite 2 gegeben. Zwischen dem ersten Gegenlager 12 und dem zweiten Gegenlager 16 erstreckt sich das Rückstellmittel 11. Das Rückstellmittel 11 verbindet die beiden Gegenlager 12, 16.
Um ein Komprimieren des (vorgespannten) Rückstellmittels 11 zu bewirken, ist an dem Ende des Auslöseelementes 6, welches auf der zweiten Stirnseite 3 des Grundkörpers 1 herausragt, ein weiteres Begrenzungselement 17 angeordnet. Das weitere Begrenzungselement 17 sorgt für eine Vorkomprimierung des Rückstellmittels 11, indem die Verschiebbarkeit des Auslöseelementes 6 in Richtung der Hauptachse 7 an der Mündungsöffnung der Ausnehmung 4 in der ersten Stirnseite 2 begrenzt ist. Entsprechend stützt sich das Rückstellmittel 11 zwischen dem ersten Gegenlager 12 und dem zweiten Gegenlager 16 ab und ist vorkomprimiert und stabilisiert (sichert) das Auslöseelement 6 in einer Neutrallage, wie in der 1 gezeigt.
Beispielhaft ist der Auslöseeinrichtung in der 1 eine Verklinkung 18 zugeordnet, mittels welcher eine Antriebseinrichtung 19 gesteuert werden kann. Die Antriebseinrichtung 19 weist einen Energiespeicher 20 in Form einer Antriebsfeder auf, welcher eine Bewegung einer Antriebsstange 21 bewirken kann. Die Antriebsstange 21 wiederum ist mit einem bewegbaren Schaltkontaktstück 22 verbunden, welches im eingeschalteten Zustand, wie in der 1 gezeigt, ein ortsfestes Kontaktpaar 23 überbrückt. Das bewegbare Schaltkontaktstück 22 bzw. das ortsfeste Kontaktpaar 23 ist beispielsweise Teil eines Leistungsschalters, eines Trennschalters, eines Erdungsschalters oder eines anderweitigen elektrischen Schaltgerätes, welches über relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktstücke verfügt. In der 1 ist der Einschaltzustand dargestellt. Die Speicherfeder 20 ist gespannt und speichert Energie, welche zum Antreiben, d. h. zum Hervorrufen einer Ausschaltbewegung des bewegbaren Schaltkontaktstückes 22 des elektrischen Schaltgerätes dient. Um ein Freigeben der in der Speicherfeder 20 gespeicherten Energie zu bewirken, ist ein Klinkenhebel 24 zu verschwenken, der seinerseits in eine Falle 25 an der Antriebsstange 21 eingreift.
Die 1 zeigt den Einschaltzustand eines elektrischen Schaltgerätes. Die Speicherfeder 20 der Antriebseinrichtung 19 ist gespannt. Der Klinkenhebel 24 blockiert bei einer gespannten Speicherfeder 20 die Falle 25 und verhindert ein Entspannen der Speicherfeder 20. In der 1 ist der Einschaltzustand eines elektrischen Schaltgerätes dargestellt. Zum Auslösen einer Schaltbewegung ist nunmehr die Antriebswicklung 8 zu bestromen, wodurch das antreibbare Auslöseelement 6 bzw. dessen ferromagnetischer Abschnitt in die Antriebswicklung 8 hineingezogen wird und in Richtung des Klinkenhebels 24 bewegt ➀ wird. Das Auslöseelement 6 betätigt den Klinkenhebel 24, wobei dieser umschwenkt ➁. In Folge des Umschwenkens gibt der Klinkenhebel 24 die Falle 25 frei und die Falle 25 nebst Antriebsstange 21 wird durch die nunmehr nicht mehr blockierte Speicherfeder 20 bewegt ➂. Über die Antriebsstange 21 wird die Bewegung der Speicherfeder 20 auf das bewegbare Schaltkontaktstück 22 übertragen. Die elektrische Strombahn des elektrischen Schaltgerätes wird in Folge dessen unterbrochen.
In der 1 ist stark schematisiert ein elektrisches Schaltgerät sowie eine Auslösung einer Schaltbewegung in einem elektrischen Schaltgerät gezeigt. Wie oben beschrieben kann das elektrische Schaltgerät verschiedenartige Ausgestaltungen aufweisen. So kann das elektrische Schaltgerät beispielsweise mehrere Schaltpole aufweisen, die synchronisiert zueinander eine Schaltbewegung auslösen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Schaltkontaktstücke verschiedener Schaltpole zum Beispiel zeitgleich oder in einer bestimmten zeitlichen Staffelung zueinander auslösen müssen. Weiterhin können zum Auslösen verschiedenartigster Ausführungen von Verklinkungen 18 unterschiedliche Kräfte durch die Auslöseeinrichtung aufzubringen sein. Entsprechend ist es von Vorteil, eine Justagemöglichkeit der Auslöseeinrichtung vorzusehen.
Vorliegend wird das erste Gegenlager 12 bei einer Bewegung des Auslöseelementes 6 mit diesem mitbewegt. Das erste Gegenlager 12 ist mit einem einstellbaren Anschlag 14 ausgestattet. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise das zweite Gegenlager 16 oder das weitere Begrenzungselement 17, welches auch als Gegenlager wirken kann, einen einstellbaren Anschlag aufweist, so dass beispielsweise eine Vorspannung des Rückstellmittels 11 variiert werden kann. Je nach Vorspannung des Rückstellmittels 11 kann ein rascheres oder trägeres Ansprechen der Auslöseeinrichtung vorgesehen sein.
Weitere Möglichkeiten der Ausbildung eines ersten Gegenlagers 12 mit einstellbarem Anschlag sind in den 2 bis 5 gezeigt.
Die in der 2 gezeigte Auslöseeinrichtung entspricht prinzipiell der Schnittdarstellung nach 1. Lediglich das erste Gegenlager 12a ist in einer zweiten Variante ausgeführt. Hier ist die Nutzung einer einstückigen Scheibe als Distanzelement 26 vorgeschlagen, wobei zur Einstellung des ersten Anschlages eine Auswechselbarkeit der Scheibe vorgeschlagen ist. Der Bolzenkopf 15 dient als Sockelelement, wobei das Distanzelement 26 in einen Fügespalt zwischen Sockelement und Rückstellmittel 11 eingefügt ist.
In der 3 ist ein erstes Gegenlager 12b in einer dritten Variante gezeigt, wobei hier gegenüber der zweiten Variante des ersten Gegenlagers 12a eine vergrößerte axiale Ausdehnung des Distanzelementes 26 in Richtung der Hauptachse 7 vorgesehen ist.
In der 4 ist eine vierte Variante eines ersten Gegenlagers 12c gezeigt. Hier ist nunmehr eine nochmals vergrößerte Erstreckung des Distanzelementes 26 in Richtung der Hauptachse 7 gewählt.
Durch ein Austauschen der verschiedenen Distanzelemente 26 der zweiten, dritten und vierten Variante kann eine Vorkompression und damit das Ansprechverhalten des Rückstellmittels 11 verändert werden. Dazu ist lediglich der Bolzenkopf 15 zu lösen, wobei das jeweilige Distanzelement 26 entfernt und gegen ein anderes Distanzelement 26 ausgetauscht wird. Dadurch ist ein erstes Gegenlager 12a, 12b, 12c gebildet, welches einen einstellbaren Anschlag aufweist.
In der 5 ist gezeigt, dass zur Einstellung eines Anschlages des ersten Gegenlagers 12d in einer fünften Variante eine Ausstattung des Auslöseelementes 6 mit einem Außengewinde vorgesehen ist, um so eine erste Mutter sowie eine zweite Mutter axial verschiebbar mittels Rotation zu positionieren. Dadurch ist das erste Gegenlager 12b in fünfter Variante mit einem axial verschiebbaren Anschlag ausgestattet, der sich am Sockelelement abstützt, wobei Anschlag und Sockelelement sich gegenseitig in ihrer Position auf dem Außengewinde sichern und axial auf dem Auslöseelement justierbar sind. Damit ist ein einstellbarer Anschlag am ersten Gegenlager 12b in fünfter Variante gebildet.
Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der aus der 1 bekannten Auslöseeinrichtung, wobei hier das erste Gegenlager 12 in der ersten Variante, wie in der 1 im Schnitt dargestellt, perspektivisch abgebildet ist. In der 6 ist weiter ein Distanzelement 26 dargestellt. Das Distanzelement 26 ist vorliegend in Form einer Bügelfeder ausgebildet, welche aus einem Bandmaterial geformt ist. Wahlweise kann die Bandstärke bzw. die Erstreckung des Distanzelementes 26 in Richtung der Hauptachse 7 variieren. Eine stirnseitige Ansicht des Distanzelementes 26 in unverbautem sowie verbautem Zustand ist in den 8 und 9 dargestellt. Um den einstellbaren Anschlag des ersten Gegenlagers 12 in der ersten Variante zu justieren, sind die erste Scheibe sowie die zweite Scheibe 13, 14 an ihrem Fügespalt voneinander zu entfernen. Dies kann beispielsweise mittels eines Werkzeuges entfernen. Ein derartiges Werkzeug kann beispielsweise ein Keil sein. In den erweiterten Fügespalt zwischen der ersten sowie der zweiten Scheibe 13, 14 ist nunmehr quer zur Richtung der Hauptachse 7 das Distanzelement 26 einführbar. Das Distanzelement 26 begrenzt dabei eine Reduktion des Fügespaltes zwischen der ersten Scheibe 13 und der zweiten Scheibe 14. Damit wird die frei Weglänge zwischen dem ersten Gegenlager 12 in erster Variante sowie dem zweiten Gegenlager 16 reduziert (vgl. 7), wodurch das Rückstellelement 11 vorgespannt ist. Bedarfsweise kann die axiale Dimension des Distanzelementes 26 variiert werden, wodurch die Vorspannung des Rückstellmittels 11 variabel ausfällt. Vorteilhaft bei der Verwendung eines Distanzelementes 26 aus einem federelastischen Material, beispielsweise in Bügelform, ist ein vereinfachtes Einbringen des Distanzelementes 26 unter Spreizung der Bügelenden bei einem Aufsetzen auf das Auslöseelement 6 und ein selbsttätiges Sichern aufgrund der Federkräfte der Form des Distanzelementes 26 auf dem Auslöseelement 6.
In der 7 ist das Distanzelement 26 in den Fügespalt zwischen der ersten Scheibe 13 sowie der zweiten Scheibe 14 eingesetzt. Neben einer Verwendung eines federelastischen Distanzelementes 26 können auch andere Distanzelemente Verwendung finden. So können beispielsweise auch U-förmige Profile genutzt werden, welche auf das Auslöseelement 6 in einen Fügespalt des ersten Gegenlagers 12 eingesetzt werden können.
Die 8 zeigt das Distanzelement 26, wie aus den 6 und 7 bekannt, im unverbauten Zustand. Die freien Enden des bügelförmigen Distanzelementes 26 sind elastisch federnd gegeneinander gepresst, wobei die Bügelöffnung minimiert ist.
In der 9 ist der verbaute Zustand des Distanzelementes 26 wie aus der 7 bekannt gezeigt. Die freien Enden der Bügel des Distanzelementes 26 sind nunmehr aufgrund der Quererstreckung des Auslöseelementes 6 voneinander gespreizt, so dass ein federbelastetes Aufsitzen des Distanzelementes 26 auf dem Auslöseelement 6 vorliegt. Zusätzlich ist die Formgebung der Bügel derart gewählt, dass auch ein formkomplementärer Sitz auf dem Auslöseelement 6 gegeben ist. Vorteil der Ausgestaltung eines ersten Gegenlagers 12 in der ersten Variante ist, dass eine Demontage des ersten Gegenlagers 12 für eine Justage eines einstellbaren Anschlages nicht zu erfolgen braucht. Bedarfsweise können verschiedenartige Distanzelemente 26 in den Fügespalt zwischen der als einstellbarer Anschlag wirkenden zweiten Scheibe 14 und der als Sockelelement dienenden erste Scheibe 13 bzw. dem Bolzenkopf 15 eingespannt werden. Somit kann eine Vormontage von Auslöseeinrichtungen erfolgen und bedarfsweise ein Einsetzen verschiedenartiger Distanzelemente 26 erfolgen. Lediglich ein Aufkeilen eines Fügespaltes zwischen dem einstellbaren Anschlag und dem Sockelelement ist notwendig, um ein Distanzelement 26 zu positionieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29715900 U1 [0002]

Claims

Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät, aufweisend ein antreibbares Auslöseelement (6), welchem ein an einem ersten Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) gelagertes Rückstellmittel (11) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) einen einstellbaren Anschlag (14) aufweist.
Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) mit einem zweiten Gegenlager (16) über das Rückstellmittel (11) verbunden ist.
Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 16) relativ zueinander beweglich gelagert sind.
Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (11) einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist.
Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Anschlag (13) an einem ortsveränderlichen Sockelelement (13) des ersten Gegenlagers (12, 12a, 12b, 12c, 12d) abgestützt ist.
Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Anschlag (13) durch Einbringen eines Distanzelementes (26) eingestellt wird.
Auslöseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (26) in einen Fügespalt eingesetzt wird.
Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (26) im Wesentlichen quer zur Wirkrichtung einer von dem Rückstellmittel (11) bewirkten Rückstellkraft eingebracht wird.
Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (26) selbstsichernd ist.
Auslöseeinrichtung nach Anspruch 6 bis Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (26) an dem erstem Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) zwischen einem Sockelelement (13, 15) und dem einstellbaren Anschlag (14) angeordnet ist.
Einstellverfahren zur Einstellung eines Ansprechverhaltens einer Auslöseeinrichtung für ein elektrisches Schaltgerät aufweisend ein antreibbares Auslöseelement (6) und einem Rückstellmittel (11), welches an einem ersten Gegenlager (12, 12a, 12b, 12c, 12d) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Fügespalt des ersten Gegenlagers (12, 12a, 12b, 12c, 12d) ein Distanzelement (26) eingesetzt wird.
Einstellverfahren zur Einstellung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Distanzelement (26) der Fügespalt auseinander getrieben wird.
Einstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Einsetzen des Distanzelementes (26) der Fügespalt geweitet wird.