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Antrieb zum schnellen Ein- und Ausschalten von elektrischen Schaltern,
insbesondere Lasttrennschaltern Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb züm
schnellen Ein- und Ausschalten von elektrischen Schaltern, insbesondere Lasttrennschaltern,
mit einer oder mehreren zwischen einem Antriebsteil und einem Schaltteil angeordneten
Federn, die beim Bewegen des Antriebsteiles so lange gespannt werden, bis das von
einer Klinkeneinrichtung festgehaltene Schaltteil durch das Antriebsteil entklinkt
wird.
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Solche Schnellschalteinrichtungen sind bekannt. Sie dienen dem Zweck,
unabhängig von der Einschaltbewegung durch den Bedienenden eine hohe Schaltgeschwindigkeit
sowohl für das Ein- als auch für das Ausschalten zu erzielen. Im allgemeinen kommen
konzentrisch um eine Achse angeordnete Schraubenbiegefedem zur Anwendung, wobei
ein Ende an dem Mitnehmer des Antriebs- und ein Ende am Mitnehmer des Schaltteiles
anliegt. Das Antriebsteil ist gewöhnlich von einer die Federn umschließenden Hülse
gebildet, während das Schaltteil als ein mit der Schaltwelle verbundenes, verklinkbares
Flanschteil ausgebildet ist.
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Bei Lasttrennschaltern, bei denen derartige Schnellschaltvorrichtungen
in erster Linie am Platze sind, kann der Fall eintreten, daß durch erhöhte Erwärmung
an den Kontaktstellen während des Betriebes und daher erfolgter Klebung der Kontakte
die Kraft zum öffnen des Schalters, also zum Trennen der Kontakte, größer sein muß
als bei normalem Betrieb. Die in der Schaltvorrichtung untergebrachte Feder, die
entsprechend einer gewissen Ausschaltkraft dimensioniert ist, ist daher unter Umständen
nicht in der Lage, das Kontaktmesser aus den Festkontakten herauszubewegen, obwohl
sie so weit gespannt ist, daß bereits eine Entklinkuno, des Antriebsteiles stattaefunden
hat. Ein weiteres Spannen der Feder kann unter Umständen ebenfalls nicht zur Kontaktöffnung
führen und würde außerdem die Feder ungünstig beeinflussen.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltvorrichtung besteht darin,
daß bei Verunreinigungen der Kontaktflächen ein vollständiges Einschalten durch
die Federkraft nicht erfolgt. Dies führt dann erst recht im Betrieb zur Zerstörung
der Kontaktflächen. Auch hier läßt sich durch entsprechende Auslegung der Schaltfeder
nicht immer Abhilfe schaffen. Es ist ferner so, daß Lasttrennschalter mit besonderen
Abreißkontakten versehen sind, so daß die öffnungsgeschwindigkeit des Hauptkontaktmessers
nicht allzu groß zu sein braucht. Dagegen ist jedoch eine schnelle und kraftvolle
Einschaltung erwünscht, um auch bei ungünstigen Umständen eine sichere Kontaktgabe
zu erhalten. Die Ein- und Ausschaltfederkräfte können daher unterschiedlich sein.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit diesen Problemen und schafft eine
Schnellschaltvorrichtung, bei der diese Nachteile dadurch vermieden sind, daß erfindungsgemäß
sowohl am Antriebs- als auch am Schaltteil Mittel vorgesehen sind, derart, daß das
Antriebsteil bei überschreiten der eigentlichen, bis zur Entklinkung des Schaltteiles
führenden Ausschalt- bzw. Einschaltbewegung unmittelbar auf das Schaltteil wirksam
wird, wobei die Federn so ausgebildet bzw. bemessen sind, daß je nach den
Erfordernissen für das Ein- bzw. Ausschalten eine unterschiedliche Federkraft wirksam
ist.
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Die Erfindung schafft also die Möglichkeit, daß das Antriebsteil auf
das Schaltteil unmittelbar einwirken kann, wenn die gespannte Schaltfeder nach der
Entklinkung des Schaltteiles nicht in der Lage ist, eine Kontaktöffnung zu erreichen.
Die unmittelbare Einwirkung des Antriebsteiles auf das Schaltteil ist auch dann
möglich, wenn beim Einschaltvorgang die Schaltfeder das Schaltteil nicht vollständig
in die Einschaltstellung zu bringen vermag. Durch die Wahl bzw. Ausbildung der Schaltfeder
kann eine unterschiedliche Bewegung für das Ein- bzw. Ausschalten erreicht werden.
In den meisten Fällen ist jedoch, wie bereits bemerkt, eine schnellere Einschaltung,
also eine größere Einschaltfederkraft, erwünscht.
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Zweckmäßig ist am Schaltteil ein Ansatz in Form eines Stiftes vorgesehen,
auf den der die Feder spannende Mitnehmer des Antriebsteiles nach überschreiten
des Entklinkungspunktes auftrifft.
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Am Antriebsteil ist ferner ein entgegen der Wirkung einer Feder abhebbares
Mitnahmeteil angeordnet, das mit einem am Schalttell angebrachten Vorsprung zusammenwirkt
und in einer Endstellung durch eine Auflauffläche vom Schaltteil abgehoben
wird,
wobei in der Nähe der Auflauffläche der Vorsprung am Schaltteil in der betreffenden
Schaltstel-Jung sich befindet. Das Mitnahmeteil muß deshalb abhebbar angeordnet
sein, da dieses von der Auflauffläche aus über den Vorsprung am Schaltteil hinweggleiten
muß. Andererseits wird das Mitnahmeteil von dem Vorsprung überholt, der unter dem
Mitnahmeteil hindurchgleiten muß.
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In vorteilhafter Weise kommen zwischen dem Antriebsteil und Schaltteil
zwei Torsionsfedern zur Anwendung, von denen eine ein verkürztes Ende besitzt, über
das der Mitnehmer des Antriebsteiles sich im Einschaltsinn hinwegbewegt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf die Vorrichtung bei
deren Einschaltstellung, und zwar zum Teil im Schnitt, F i g. 2 dieselbe Draufsicht
beim Ausschaltvorgang und F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in F
i g. 1;
F i g. 4 zeigt in vereinfachter Darstellung eine weitere Draufsicht
auf die Vorrichtung und F i g. 5 eine Seitenansicht hierzu.
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Auf die zum Antriebsteil 1 gehörende Welle 2 kann ein nicht
dargestellter Antriebshebel aufgesteckt werden, wozu das Ende der Welle 2 gezahnt
ausgeführt ist. Die Welle 2 steht mit eine Hülse 3 in drehfester Verbindung,
an deren inneren Mantelfläche der Mitnehmer 4 in Form einer Leiste angebracht ist.
Zum Schaltteil 5 gehört die Schaltwelle 6, mit den auf ihr angebrachten,
nicht mehr dargestellten Schaltmessern, eine mit der Schaltwelle 6
in drehfester
Verbindung stehende Büchse 7, der Flansch 8 und der Mitnehmer
9, der im vorliegenden Fall über einen Ring 10 mit der Büchse
7 und der Welle 6 verbunden ist. Ring 10 und Welle
6 sind über einen beide Teile durchdringenden Stift 11 miteinander
verbunden.
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Das Schaltteil 5 ist in dem Gerüstteil 12 und einer daran befestigten
Platte 13 gelagert. Das Antriebsteil 1 ist gegen Verschiebung in axialer
Richtung gesichert. Der Flansch 8 des Schaltteiles 5 weist die in
F i g. 1 und 2 ersichtlichen, durch eine Ausnehmung gebildeten Anschlagflächen
14 und 15 auf. Mit diesen Anschlagflächen wirken die beiden Klinken
16 und 17 zusammen, die in den Punkten 18 und 19 gelagert
sind und unter der Wirkung von Federn 20 und 21 stehen, die sie gegen den Flansch
8 andrücken. Die Klinken 16 und 17 sind mit Schrägflächen 22
und 23 versehen, mit denen an der Hülse 3
des Antriebsteiles
1 angebrachte Vorsprünge 24 und 25 zusammenwirken. Diese Vorsprünge
können die Klinken 17,18 entgegen der Wirkung der Federn 20, 21 von dem Flansch
8 abheben.
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Konzentrisch zur Büchse 7 sind auf dieser zwei Schraubenfedern
26, 27 angeordnet, die abgebogene Enden 28, 29 bzw. 30, 31
besitzen, mit welchen sie an den Mitnehmern 4 und 9 anliegen.
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An der Hülse 3 ist ein am Flansch 8 anliegendes Mitnahmeteil
32 angebracht (F i g. 4 und 5), das entgegen der Wirkung einer
in dem Gehäuse 33 untergebrachten Feder von dem Flansch 8 des Schaltteiles
5 abhebbar ist. Es wirkt mit einem Vorsprung 34 am Flansch 8 zusammen.
An der Platte 13 ist eine Auflauffläche 35 vorgesehen, durch die das
Mitnahmeteil 32 in der Ausschaltstellung der Vorrichtung vom Flansch
8 abgehoben wird. In der Ansschaltstellung liegt der Vorsprung 34 des Flansches
8
in unmittelbarer Nähe dieser Auflauffläche 35.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: In F i g. 1 ist
die Einschaltstellung gezeigt. Die Mitnehmer 4 und 9 liegen an gleicher Stelle.
An sie legen sich die Enden 28, 30 und 29, 31 der Federn
26, 27 an. Das Federende 28 ist verkürzt ausgebildet und liegt nur
am Mitnehmer 9 an. Der Flansch 8
und damit das Schaltteil
5 ist durch die Klinke 16
in der Einschaltstellung verriegelt. Soll
nun ausgeschaltet werden, so wird die Welle 2 und mit ihr die Hülse 3 im
Gegenuhrzeigersinn bewegt. Der Mitnehmer 4 nimmt dabei das Federende 30 mit.
Nach einem bestimmten Winkel wird die Klinke 16 von dem Nocken
25 von der Anschlagfläche 15 wegbewegt, so daß nunmehr das Schaltteil
5 unter der Wirkung der Feder 27, deren Ende 31 den Mitnehmer
9 bewegt, in die Ausschaltstellung gelangt. Die Spannstellung bei bereits
ausgehobener Klinke 16 ist in F i g. 2 dargestellt. In diesem Moment
setzt sich das Schaltteil 5 unter der Wirkung der Feder 27 in Bewegung.
Die Klinke 17 fällt nach der Drehung des Schaltteiles 5 hinter die
Anschlagfläche 14 des Flansches 8 ein. Die Feder 26 kommt also beim
Ausschalten nicht zur Wirkung, da der Mitnehmer 4 bei der Spannbewegung über das
Federende 28 sich hinwegbewegt. Die Feder 26 wird durch den Mitnehmer
9 bei dessen Schaltbewegung lediglich in die neue Stellung mitgenommen.
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Sind die Kontaktflächen verklebt oder verschweißt, so kann die Feder
27 unter Umständen nicht in der Lage sein, das entklinkte Schaltteil
5 in die Ausschaltstellung zu bewegen. In diesem Fall braucht das Antriebsteil,
also die Hülse 3, nur um einige Grade weiterbewegt zu werden, damit der Mitnehmer
4 auf den Stift 11 des Schaltteiles 5 auftrifft. Durch das somit unmittelbare
Zusammenwirken von Antriebsteil 1 und Schaltteil 5 können die Kontakte
durch die Kraft am Schalthebel getrennt werden. Die Feder 27 kommt dann nach
dem Abreißen der Kontakte zur Wirkung. Da angenommenerweise ein Abreißkontakt vorhanden
ist, braucht für die Ausschaltbewegung lediglich die Kraft einer Feder herangezogen
zu werden.
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Für das Einschalten jedoch ist es zweckmäßig, eine größere Federkraft
zu besitzen. Der Einschaltvorgang erfolgt in analoger Weise wie der Ausschaltvorgang.
Es werden dabei durch den Mitnehmer 4 jedoch die beiden Federenden 29 und
31 mitgenommen und somit beide Federn 26 und 27 gespannt. Nach
dem Auslösen der nun den Flansch 8 in der Ausschaltstellung haltenden Klinke
17 durch den Nocken 24 wird der Mitnehmer 9 am Schaltteil
5 durch die Federenden 28 und 30 mitgenommen. Der Flansch
8
wird dabei in der Einschaltstellung durch die Klinke 16 wieder automatisch
verklinkt.
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Voraussetzung für diese Verklinkung ist jedoch, daß die Schaltmesser
in ihre endgültige Schließlage gelangt sind. Falls dies jedoch nicht der Fall ist,
bleibt der Flansch 8 und mit ihm der Vorsprung 34 vor der Endstellung stehen.
In der Ausschaltstellung ist das Mitnahmeteil 32 entsprechend F i
g. 4 von der Schrägfläche 35 abgehoben. Der Vorsprung 34 am Flansch
8 steht in unmittelbarer Nähe der Auflauffläche 35. Bei der Spannbewegung
der Hülse 3 gelangt das Mitnahmeteil 32 über den Vorsprung 34 hinweg
in die mit strichpunktierten Linien angedeutete Stellung. Zu diesem Zeitpunkt folgt
die Entklinkung
des Schaltteiles 5, wodurch sich der Flansch8
mit dem Vorsprung34 im Uhrzeigersinn bewegt. Bei nicht richtiger Einschaltung bleibt
der Vorsprung 34 in der mit strichpunktierten Linien angedeuteten Lage stehen. Der
Vorsprung 34 hat dabei das Mitnahmeteil 32 überholt, was dadurch möglich
ist, daß der Vorsprung 34 das Mitnahmeteil 32 nach außen drücken konnte.
Durch eine Weiterbewegung des Antriebsteiles und damit der Hülse 3 wird durch
das Mitnahmeteil 32 der Flansch 8 über den Vorsprung 34 vollends in
die Endstellun 'g gedrückt, in welcher nun entsprechend F i g. 1 die
Verrastung des Flansches 8 durch die Klinke 16 erfolgt. Die Auflauffläche
35 ist notwendig, damit das Mitnahmeteil 32
sich über den Vorsprung
34 bei der Einschaltbewegung hinwegbewegen kann.
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Die Erfindung ist im Ausführungsbeispiel des besseren Verständnisses
wegen zum Großteil nur schematisch dargestellt. Sie läßt sich konstruktiv natürlich
auf verschiedene Art und Weise durchbilden und ist an das dargestellte Beispiel
dieser Vorrichtung nicht gebunden. Durch die Erfindung wird eine Vervollkommnung
einer Schnellschaltvorrichtung erreicht, die dadurch allen in der Praxis auftretenden
Umständen gewachsen ist.