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Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen elektrischen Schalter
mit einem um 360° drehbaren Kurbeltrieb, dessen Welle durch einen Kraftspeicher
betätigbar und mit dem Rahmen des Schalters kuppelbar ist.
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Ein solcher Antrieb ist z. B. aus der Zeitschrift »Neues aus der Technik«,
Heft 8, Jg. 1959, S. 4, bekannt. Die Kupplung zwischen dem von einem Elektromotor
über einen Schneckenantrieb aufladbaren Federkraftspeicher und dem Rahmen des Schalters
erfolgt bei diesem Antrieb durch ein mechanisches Klinkenschloß, das durch geringe
Kräfte eines Auslösers entklinkt werden kann und das Schaltgerät zum schnellen Ein-
bzw. Ausschalten freigibt. Da die Klinken derartiger Schaltschlösser die bewegten
Massen des Antriebes und des Schalters schlagartig abfangen müssen, haben diese
durchweg nur eine geringe Lebensdauer. Nach einigen tausend Schaltungen muß daher
mit Störungen gerechnet werden. Ferner sind die Herstellungskosten derartiger Schaltschlösser
verhältnismäßig hoch, da sie eine große Anzahl von Hebelübersetzungen und Auslösevorrichtungen
benötigen.
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Zur Vermeidung vorerwähnter Störungen, die schwerwiegende Folgen haben,
ist bekannt (österreichische Patentschrift 197 898), an Stelle eines mechanischen
Schaltschlosses bei einem Schalter eine elektromagnetische Kupplung einzusetzen.
Hierdurch kann das meist recht kompliziert aufgebaute Klinkenschloß mit den erforderlichen
Verriegelungen und Auslösern wegfallen. Bei dieser bekannten Ausführung ist ein
direkt zu schaltender Elektromotor vorgesehen, der über ein Schneckengetriebe und
eine Magnetpulverkupplung den Schalter einschaltet und gleichzeitig die Ausschaltfeder
spannt. Der Motor, das Getriebe und die Kupplung müssen daher für ein großes Drehmoment
ausgelegt werden, so daß gegenüber den üblichen Ausführungen eines Schaltschlosses
der Aufwand in wirtschaftlicher Hinsicht nicht gerechtfertigt erscheint. Zwar kann
bei diesem Antrieb der Motor durch einen Federkraftspeicher ersetzt werden, hierdurch
ist aber die Einfachheit der Anordnung Motor - Schneckengetriebe - Kupplung nicht
mehr gegeben. Aber auch bei dieser Anordnung muß die Kupplung auf ein hohes Drehmoment
ausgelegt werden, da die Ausschaltfeder beim Einschaltvorgang ebenfalls mitgespannt
werden muß.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Schalter eingangs
genannter Art mit einer kleinen und betriebssicheren Kupplung auszustatten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Welle durch eine
über ein Zahnrad-Vorgelege parallel zu dieser Welle geschaltete elektromagnetische
Bremskupplung mit dem Rahmen des Schalters kuppelbar ist.
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Mit der Erfindung wird neben dem Wegfall des verschleißunterliegenden,
störanfälligen Klinkenschlosses erreicht, daß über die magnetische Bremskupplung
nur ein Teil des Kraftflusses des Antriebes geführt wird. Dies ermöglicht den Einsatz
kleiner und billiger elektromagnetischer Kupplungen. Die zu beschleunigenden Massen
des Antriebes sind besonders gering, da ein großer Teil der Kupplung stationär am
Rahmen des Schalters befestigt ist. Dies i kommt besonders der mit dem Kurbeltrieb
erreichbaren Schaltgeschwindigkeit zugute, die abhängig von den zu beschleunigenden
Massen ist. In Weiterbildung der Erfindung sind der Magnetteil und die Magnetspule
der elektromagnetischen Bremskupplung fest am Schalterrahmen angeordnet. Dadurch
entfällt das Problem der Stromzuführung zu rotierenden Teilen. Um einen raumsparenden
Aufbau der Kupplung zu erhalten ist ihr beweglicher Teil kraftschlüssig mit der
Welle des Vorgeleges verbunden und als becherförmiges Teil ausgebildet, das in den
Magnetteil hineinragt. Auf Auslösemagnete, Übertragungsgestänge und mechanische
Verriegelungen, die insbesondere bei für Kurzunterbrechung eingerichteten Leistungsschaltern
recht kompliziert sind, kann verzichtet werden, da das Laden und Entladen des Federkraftspeichers
in Abhängigkeit von der Stellung der Spann- bzw. Abtriebswelle über Hilfskontakte
steuerbar ist. Ein im Erregerstromkreis der Magnetspule der elektromagnetischen
Bremskupplung einzuschaltender Vorwiderstand ermöglicht, die Schaltbewegungen an
beliebigen Stellen abzubremsen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Mit 1 ist der Elektromotor mit selbsthemmendem Schneckengetriebe,
mit 2 die Spannwelle und mit 3 der als Drehfeder ausgebildete Federkraftspeicher
bezeichnet. Auf der Abtriebswelle 4 zwischen Federkraftspeicher 3 und Kurbeltrieb
5 sitzt ein Vorgelege 14, das über die Welle 4' mit dem drehbaren Teil 6 der elektromagnetischen
Bremskupplung 7 verbunden ist. Der Permanentmagnet 8 und die Magnetspule 9 sind
an dem Rahmen 10 des nicht dargestellten Hochspannungs-Leistungsschalters befestigt.
Der Kurbeltrieb 5 wirkt auf die ebenfalls nicht gezeichnete Schalterwelle. In A
b b. 2 ist die elektromagnetische Bremskupplung 7 näher dargestellt. Wie ersichtlich,
ragt in den zwischen ortsfestem Permanentmagnet 8 und Deckel 11 gebildeten Luftspalt
12 der mit der Welle 4' der Bremskupplung 7 kraftschlüssig verbundene, bewegliche
Magnetteil 13 hinein. Um günstige Raumverhältnisse zu erhalten, ist der Magnetteil
13 becherförmig ausgebildet.
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Die Wirkungsweise des Antriebes ist folgende: Mittels Motor und selbsthemmendem
Schneckengetriebe 1 wird der Federkraftspeicher 3 gespannt, der für einfache Leistungsschalter
Energie für zwei Schaltspiele und bei für Kurzunterbrechung geeigneten Leistungsschaltern
für drei Schaltspiele speichert. Wird die Magnetspule 9 an Spannung gelegt, hebt
deren magnetisches Feld das des Permanentmagneten auf. Infolgedessen wird der Leistungsschalter
vom Kraftspeicher eingeschaltet. Über einen entsprechenden, nicht gezeichneten Kontakt
wird die Magnetspule 9 so gesteuert, daß das Feld des Permanentmagneten 8 der elektromagnetischen
Bremskupplung die Entladung des Federkraftspeichers 3 rechtzeitig abbremst und etwa
nach 180° Drehbewegung den Kurbeltrieb 5 zum Stehen bringt. Sinngemäß verläuft auch
die Ausschaltung. Es ist durch den Anbau eines nur teilweise eingeschalteten Vorwiderstandes
zur Magnetspule möglich, die Schaltbewegungen, wenn gewünscht, an beliebigen Stellen
abzubremsen. Zur Steuerung sind nur zwei Kontakte, die in der Zeichnung nicht dargestellt
sind, erforderlich, die von der Spannwelle 2 bzw. Abtriebswelle 4 betätigt werden
und den Spannungszustand des Federkraftspeichers 3 anzeigen. Beim Ausführungsbeispiel
wurde eine elektromagnetische Bremskupplung mit Permanentmagnet vorausgesetzt. Es
kann zum gleichen Zweck
jedoch auch eine Kupplung ohne Permanentmagnet,
die dann eine normale Erregerspule hat, verwendet werden.