DE1071195B - - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zum Antrieb elektrischer Schalter Federkraftspeicher zu verwenden. Dabei verwendet man meistens eine Feder, die entweder zum Einschalten oder zum Ausschalten des Schalters dient. Zur Festlegung der Feder in der gespannten Lage hat man auch schon Totpunktverriegelungen vorgesehen. Dabei wird die Anordnung so getroffen, daß bei gespannter Feder die Richtung der Federkraft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Angriffspunktes der Feder liegt, so daß keine eine Bewegung erzeugende Kraftkomponente der Feder auf den Federangriffspunkt wirkt. Bei Drehbewegungen einer Welle kann eine stabile Totpunktverriegelung dadurch erreicht werden, daß der Federangriffspunkt beim Spannen der Feder über die Totpunktlage weiterbewegt und diese Bewegung dann durch einen Anschlag begrenzt wird. Zum Entriegeln muß der Federangriffspunkt wieder bis über die Totpunktlage zurückgeführt werden.

Es ist auch bekannt, für Schalterantriebe getrennte Ein- und Ausschaltfedern vorzusehen. Derartige Schalterantriebe benötigen jedoch neben der Schalterwelle noch besondere Hilfswellen als Steuerwellen. So wird beispielsweise bei einem bekannten Schalter, bei dem die Ausschaltfeder starr an der Schalterwelle angreift und beim Einschalten von einer Einschaltfeder gespannt wird, die Einschaltfedcr, die, als Torsionsfeder auf der Schalterwelle sitzend, über eine lösbare kraftsohlüssige Verbindung auf die Schalterwelle einwirkt, durch eine besondere Steuerwelle in gespanntem Zustand verriegelt.

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für elektrische Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, bei dem eine auf eine Schalterwelle über eine kraftschlüssige Verbindung einwirkende Einschaltfeder beim Einschalten des Schalters eine mit der Schalterwelle starr verbundene Ausschaltfeder spannt. Sie hat das Ziel, diesen Antrieb gegenüber dem Bekannten zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird der Antrieb so ausgebildet, daß die Einschaltfeder in gespannter Lage durch eine an sich bekannte Totpunktverriegelung gehalten wird. Eine besondere Steuerwelle wird dabei nicht mehr benötigt. Damit entfällt nicht allein der oft beträchtliche Aufwand für die Steuerwelle selbst und deren Befestigung, sondern es wird auch vor allem eine erhebliche Raumersparnis gegenüber den bekannten Anordnungen erzielt. Der Antrieb nach der Erfindung ist daher im Gegensatz zu den bekannten Antrieben auch für kleine Schalter, wie z. B. Lasttrenner, gut geeignet.

Ein besonders günstiger Aufbau des Schalteraniriebes nach der Erfindung läßt sich dadurch erreichen, daß die Einschaltfeder an einer Hülse angreift, die drehbar auf der Schalterwelle sitzt. Die Schalterantrieb

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Werner Kohler, Berlin-Grunewald,

ist als Erfinder genannt worden

Hülse ist mit der Schalterwelle durch eine geeignete lösbare, kraftschlüssige Verbindung gekuppelt. Zur Totpunktverriegelung wird dabei mit Vorteil ein an der Hülse gelenkig angebrachter Bügel verwendet, der bei gespannter Einschaltfeder die Hülse umfaßt. Dieser Bügel kann selbst den Anschlag bilden, der die über den Totpunkt hinausgehende Bewegung begrenzt,

4.0 indem er sich gegen die Hülse legt.

Die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Einschaltfeder und der Schalterwelle kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der die Hülse an ihrer dem Schalter zugekehrten Stirnfläche als schiefe Ebene ausgebildet ist, die mit einem entsprechend ausgebildeten Gegenstück an der Schalterwelle zusammenwirkt und nur Drehmomente in Richtung der Einschaltbewegung von der Hülse auf die Antriebswelle überträgt. Auf diese Weise erhält man eine einfache Fieiauslösung. Die schiefe Ebene wird man jeweils nach dem für die Einschaltung benötigten Drehwinkel der Schalterwelle ausbilden. Bei einem Drehwinkel von 180° wird man also beispielsweise

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zwei schiefe Ebenen vorsehen. Dadurch werden zwei Absätze gebildet, die die Kraft der Einschallfeder auf die Schalterwelle übertragen. Bei kleineren Drehwinkeln kann man entsprechend drei oder mehr Absätze vorsehen

Die dem Schalter abgekehrte Stirnfläche der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse ist zweckmäßig ebenfalls als schiefe Ebene mit Absätzen ausgebildet und wirkt mit einer entsprechend ausgebildeten, mit einem Antriebshebel für den Schalter fest verbundenen Hülse zusammen. Auf diese Weise erreicht man die notwendige Beweglichkeit zwischen dem Antriebshebel und der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse. Um die kraftschlüssige A^erbindung zu gewährleisten, kann man eine auf der Antriebswelle des Schalters sitzende Schraubenfeder vorsehen, die die als schiefe Ebenen ausgebildeten Stirnflächen gegeneinanderdrückt.

Gemäß der weiteren Erfindung sitzt auf der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse ein Auslösering. Dieser Auslösering, der drehbar angeordnet ist, greift mit einem nach innen gerichteten Stift derart in eine Führung, daß bei einer Relativbewegung zwischen dem Auslösering und der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse eine Lösung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Einschaltfeder und der Schalterwellfc erfolgt. Diese Auslösung ist besonders deswegen vorteilhaft, weil sie mit geringem Platz auskommt. Außerdem wird der Auslösering ebenfalls von der Antriebswelle des Schalters getragen. Für ihn wird also keine besondere Befestigung benötigt.

Es ist zweckmäßig, die Stärke des Stiftes größer als die Tiefe der durch die schiefe Ebene gebildeten Absätze zu machen. Der Stift wirkt dann als Keil, der die Hülse axial verschiebt und dadurch die Absätze der schiefen Ebenen an den gegenüberliegenden Stirnseiten voneinander löst. Dabei ist es vorteilhaft, mehrere, vorzugsweise drei, gleichmäßig am inneren Umfang des Auslöseringes verteilte Stifte vorzusehen. Auf diese Weise läßt sich ohne weiteres ein Verkanten oder Verklemmen des Ringes vermeiden. DerRing kann deswegen in axialer Richtung besonders schmal ausgeführt werden. Man kann aber auch mit einem Stift auskommen, wenn man den Auslösering z. B. mit einem Nadellager auf der Hülse führt.

Um eine möglichst schnelle Auslösung des Schalters zu erreichen, ist es zweckmäßig, den Auslösering mit einer Auslösefeder zu versehen, die den Auslösering relativ zu der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse zu drehen versucht. Dabei wird der Auslösering in der Einschaltstellung des Schalters gegen die Wirkung der Auslösefeder verriegelt. Die Verriegelung erfolgt zweckmäßig mit einer federbelasteten Klinke. Zur Entriegelung der Auslösefeder wird mit Vorteil der Antriebshebel für den Schalter verwendet. Der Antriebshebel dient damit als einziges Organ für die von Hand vorzunehmende Steuerung sämtlicher Schaltvorgänge. Daneben können auch die bekannten Auslöser, z. B. Überstromauslöser, auf die Klinke einwirken.

Die Bedienung des Schalters kann weiter dadurch erleichtert werden, daß der Auslösering beim Einschalten aus seiner Aiisschaltstellung in die Einschaltstellung geführt wird. Die Rückstellung erfolgt damit selbsttätig, ohne daß besondere Handgriffe dazu notwendig sind. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise eine Rücksteliklinke mit dem Antriebshebel des Schalters verbinden, die den Auslösering mit einem an ihm vorgesehenen Mitnehmer in der Einschaltstellung führt.

In der folgenden Beschreibung der Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

In Fig. 1 ist perspektivisch ein nach der Erfindung ausgebildeter Schalterantrieb dargestellt, und zwar für den Fall, daß der Schalter eingeschaltet ist, wobei die einzelnen Teile in axialer Richtung auseinandergezogen sind. Mit 1 ist die Schalterwelle bezeichnet, die zu dem links liegenden, nicht dargestellten Schalter führt. Auf der Schalterwelle ist der Hebel 2 angeschweißt, an dem die Ausschaltfeder 3 angreift. Die Schalterwelle ist mit einer Buchse 4 in die Wand 5 des Schaltergehäuses eingesetzt. Die Buchse 4 dient gleichzeitig als Abstützung für eine auf der Schalterwelle sitzende Schraubenfeder?, die gegen eine Hülse8 drückt. Die Hülse 8 ist über einen Keil 9 unverdrehbar, aber axial verschiebbar mit der Welle 1 verbunden. Die in der Zeichnung rechts liegende Stirnseite 10 der Hülse 8 ist als schiefe Ebene ausgeführt. Ebenso sind die mit 12 und 13 bezeichneten Stirnseiten der Hülse 14. an der die Einschaltfeder 18 über einen Bügel 19 eingreift, als schiefe Ebenen ausgeführt. Die Hülse 14 ist auf der Schalterwelle 1 drehbar gelagert. Mit der Stirnseite 13 der Hülse 14 arbeitet die als schiefe Ebene ausgebildete Stirnseite 22 der Hülse 23 zusammen, die mit dem Antriebshebel 24 fest verbunden und auf der Schalterwelle 1 ebenfalls drehbar gelagert ist. Die Scheibe 25 dient als Gegenlager in axialer Richtung. Sie ist mit der Sdhraube 26 an der Schalterwelle 1 befestigt.

Auf den Hülsen 8 und 14, und zwar im Bereich der aneinandergrenzenden Stirnflächen 10 und 12, sitzt der Auslösering 28. Dieser Auslösering ist innen mit Stiften 30 versehen, deren Durchmesser größer ist als die Tiefe t der durch die schiefen Ebenen gebildeten Absätze 31, die mit den entsprechenden Absätzen 32 der Hülse 8 zusammenwirken. Entsprechend sind die Absätze33 der Hülse23 ausgebildet, die mit Absätzen 34 der Hülse 14 zusammenwirken. Am Hebel 36 des Auslöseringes 28 greift die Auslösefeder 37 an. Der Auslösering is'c ferner mit einem Mitnehmer 38 versehen. Außerdem besitzt er eine Nase 39, die bei 40 mit einer drehbaren Klinke 42 zusammenwirkt. Die Klinke 42 ist an dem einen Ende der Welle 41 befestigt, an deren anderem Ende der Hebel 46 angebracht ist. Die Welle 41 ist mit einem nicht dargestellten Blech an der Wand 5 befestigt. Die Klinke wird durch die Rückstellfeder 45 in der gezeichneten Lage gehalten, in der die Nase 39 des Auslöseringes an ihr anliegt. Durch Schwenken des mit der Welle 41 ebenfalls fest verbundenen Hebels46 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles 47 wird die Verklinkung gelöst. Ferner kann man die Verklinkung auch dadurch lösen, daß man die Klinke 42 selbst entgegen der Wirkung der Rückstellfeder bewegt. Mit der Hülse 23 ist über ein der Rundung der Hülse angepaßtes Flacheisen 50 die Rückstellklinke 51 und der Bügel 52 verbunden. Die Rückstellklinke 51 ist als Bügel ausgeführt, der mit seinem einen Ende bei 53 drehbar am Flacheisen 50 angebracht ist. Durch eine nicht dargestellte Feder wird die Rückstellklinke gegen die Schalterwelle gedrückt. An ihrem anderen Ende ist sie mit einer Nase 54 versehen.

Die Wirkungsweise des dargestellten Schalterantriebes ist folgende: Zum Einschalten wird der Antriebshebel 24 zunächst in Richtung des Pfeiles 55 um 120° gedreht. Über die mit den Absätzen 34 zusammenwirkenden Absätze 33 wird dabei die Hülse 14 von der Hülse 23 mitgenommen und die in entspannter Lage gezeichnete Einschaltfeder 18 gespannt. Der Bügel 19 legt sich dabei, wie die Fig. 2 zeigt, um die

Claims (15)

Hülse 14. Das Spannen der Einschaltfeder ist beendet, wenn die mit 56 bezeichnete Achse, die den Bügel 19 mit der Schaltervvelle 14 verbindet, die Totpunktlage, d.h. die geradlinige Verbindung zwischen dem ortsfesten Aufhängepunkt der Feder und dem Angriffspunkt der Feder am Bügel 19 um 15° überschritten hat und die Weiterbewegung durch den als Anschlag wirkenden Bügel 19 beendet ist, der sich gegen die Hülse 14 legt. Auf diese Weise ergibt sich eine stabile Totpunktverriegelung, die die gespannte Schalterfeder in ihrer Lage hält. Wird nun der Antriebshebel 24 in entgegengesetzter Richtung gedreht, so lösen sich die Absätze 33 von den Absätzen 34. Nachdem ein Winkel von 90° zurückgelegt ist, stößt das Flacheisen 50, wie Fig. 2 zeigt, von unten gegen den Ansatz 57 der Hülse 14, an dem der Bügel 19 mit der Einschaltfeder um die Achse 56 schwenkbar befestigt ist. Die Achse 56 wird durch eine Weiterdrehung der Hülse 14 um einen Winkel von etwa 15° über die Totpunktlage zurückgedrückt. Insgesamt wird die Hülse 14 also um 30° (15° vor und 15° nach dem Totpunkt) durch das Flacheisen 50 weitergeschoben. Die Einschaltfeder hat in dieser Lage einen ausreichenden Hebelarm und schaltet dann allein über die Absätze 31, die mit den Absätzen 32 zusammenwirken, den Schalter ein. Dabei wird gleichzeitig die Ausschaltfeder 3 in die dargestellte gespannte Lage geführt. Beim Spannen der Einschaltfeder greift außerdem die Rückstellklinke 51 mit ihrer Nase 54 über den Mitnehmer 38 des Auslöseringes. Beim Zurückdrehen des Antriebshebels 24 zum Lösen der Totpunktverriegelung wird dann der Auslösering gedreht und dabei die Auslösefeder 37 gespannt. Wenn der Auslösering in seine Einschaltstellung gedreht ist, wird die Rückstellklinke 51 durch ihren Nocken 58, der mit dem Anschlag 59 zusammenwirkt (Fig. 4), vom Mitnehmer 38 des Auslöseringes abgdhoben. Zum Aussclialten des nunmehr eingeschalteten Schalters wird der Antriebshebel ebenfalls in Richtung des Pfeiles 55 um etwa 10° bewegt. Dabei wird über den Bügel 52 der Hebel 46 mit der Welle 41 in Richtung des Pfeiles 47 geschwenkt. Die Nase39 wird von der ebenfalls mit der Welle 41 verbundenen Klinke 42 freigegeben und der Auslösering durch die Auslösefeder gedreht. Die Stifte 30 wirken dabei mit Nasen 60 als Führung zusammen, die, wie Fig. 3 zeigt, einen keilförmigen Spalt mit der Stirnfläche 12 der Hülse 14 bilden. Die Stifte 30 werden durch die Wirkung der Auslösefeder 37 in diesen Spalt hineingezogen und drängen dadurch die Hülse 8 in axialer Richtung von der Hülse 14 weg. Wenn die Absätze 31 von den Absätzen 32 abgeglitten sind, wird die Schalterwelle 1 durch die Ausschaltfeder um 90° gedreht und der Schalter ausgeschaltet. Durch die Einschaltfeder, die beim Drehen des Antriebshebels 24 zum Auslösen des Auslöseringes und Ausschalten des Schalters geringfügig gespannt wurde, wird der Antriebshebel 24 in seine dargestellte Ruhelage zurückgeführt. Das Einschalten kann, wie beschrieben, mit dem Spannen der Einschaltfeder von neuem begonnen werden. Statt der von Hand mit dem Hebel 24 erfolgten Auslösung können auch andere bekannte Auslöser, z. B. Überstromauslöser od. dgl., auf den Hebel 46 oder die Klinke 42 einwirken. Wie die Figuren zeigen, ist der nach der Erfindung ausgebildete Schalterantrieb äußerst raumsparend. Im wesentlichen ragen nur die Federn über den Durchmesser der Hülsen hinaus, der sehr klein gehalten werden kann. Auch in axialer Richtung erfordert der neue Schalterantrieb nur wenig Raum. Er kann also ohne weiteres bei vielen Geräten, die bisher nur von Hand geschaltet wurden, eingebaut werden. Gerade bei kleinen Schaltern, wie z. B. Lasttrennschaltern, ermöglicht er ein schnelles Ein- und Ausschalten unabhängig von der Handbetätigung. Pa tent λ ns p r ε c he:

1. Antrieb für elektrische Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, bei dem eine auf eine Schalterwelle über eine kraftschlüssige \^erbindung einwirkende Einschaltfeder beim Einschalten des Schalters eine mit der Schalterwelle starr verbundene Ausschaltfeder spannt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder in gespannter Lage durch eine an sich bekannte Totpunktverriegelung gehalten wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder an einer Hülse angreift, die drehbar auf der Schalterwelle sitzt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder an einem an der Hülse gelenkig angebrachten Büge! angreift, der bei gespannter Einschaltfeder die Hülse umfaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an ihrer dem Schalter zugekehrten Stirnfläche als schiefe Ebene mit Absätzen ausgebildet ist, die mit einem entsprechend ausgebildeten Gegenstück an der Schalterwelle zusammenwirkt und nur Drehmomente in Richtung einer Einschaltbewegung von der Hülse auf die Antriebswelle überträgt.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an ihrer dem Schalter abgekehrten Stirnfläche als schiefe Ebene mit Absätzen ausgebildet ist, die mit einer entsprechend ausgebildeten, mit einem Antriebshebel für den Sdhalter fest verbundenen Hülse zusammenwirkt.

6. Anordnung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch eine auf der Schalterwelle sitzende Schraubenfeder, die die als schiefe Ebenen ausgebildeten Stirnflächen gegeneinanderdrückt.

7. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Auslösering, der drehbar auf der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse sitzt und mit einem nach innen gerichteten Stift derartig in eine Führung eingreift, daß bei einer Relativbewegung zwischen dem Auslösering und der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse die Lösung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Einschaltfeder und der Schalterwelle erfolgt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Stiftes größer ist als die Tiefe der durch die schiefen Ebenen gebildeten Absätze.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise drei, gleichmäßig am inneren Umfang de.-, Auslöseringes verteilte Stifte vorgesehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösering in der Einschaltstellung des Schalters unter der Wirkung einer Auslösefeder steht, die den Auslösering relativ zu der mit der Einschaltfeder verbundenen Hülse zu drehen versucht.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösering gegen die Wirkung eier Auslösefeder verriegelt ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung durch eine mit einer Rückstellfeder belastete Klinke erfolgt.

13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelung der Auslösefeder vom Antriebshebel für den Schalter aus erfolgt.

14. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der Auslösering beim Einschalten aus einer Ausschaltstellung in die Eirisclialtstellung geführt wird.

15. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine mit dem Antriebshebel des Schalters verbundene Rückstellklinke, die den Auslösering mit einem an ihm vorgesehenen Mitnehmer in die Einschaltstellung führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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