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"Antrieb zum schnellen Ein- und Ausschalten von elektrischen
Schaltern. Die Erfindun- betrifft einen Antrieb zum schnellen Ein- und Ausschalten
von elektrischen Schaltern, insbesondere für Freiluft-Zasttrennschalter, mit einer
oder mehreren zwischen einem Antriebsteil und einem. Schaltteil angeordneten Federn,
die beim Bewegen des Antriebsteiles in der einen oder anderen Richtung so lange
gespannt werden, bis. das _von einer Klinkeneinrichtung festgehaltene Schaltteil
entklinkt wird: Um für die Durchführung des-Ein- bzw. Ausschaltvor:@anv@es bei elektrischen
Hochspannungsschaltern von einer'. Handbetätigung bzw. einem: motorischen Antrieb-unabhängig
zu sein, und vor allem den Schalter schnell ein oder ausschalten zu können, bedient
man sich bekanntlich einer Antriebsvorrichtung zum. schnellen Ein-- bzw. Ausschälten:
Derartige Vorrichtungen sind mit Federkraftspeichern ausgerüstet, die zunächst von.
Hand oder motorisch aufgeladen werden und nach Auslösung den-Ein-oder Ausschaltvorgang
augenblicklich gestatten: Es sind bereits Antriebsvorrichtungen für elektrische
Schalter bekannt, bei welchen mit Hilfe eines einzigen Energiespeichers, der für
jede einzelne Schalthandlung aufgeladen wird, die Schält-: kontakte sprunghaft geöffnet
oder geschlossen werden können.
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Die bc14-ar_.2ten Antriebe dieser Art lassen sowohl in Bezug auf den
technischen Aufwand als auch hinsichtlich ihres Raumbedarfs noch manche Wünsche
offen. Sie benötigen meist neben der eigentlichen Schalterwelle eine zusätzliche-
Welle zum Spännen
. der Schaltfedern. Eine oftmals nicht unbeträchtliche
A.nz:3hl von Stützklinker-, Sperrhebeln sowie zusätzli^.hen @p täti;;lin;.swellen
und sonstigen Einzelheiten muß zür Gewhhrleistün>g des Schaltablaufes auf#-ewendet
werden. Sind schon an .sich die Kosten dieser Vielzahl von Elementen sehr hoch,
;;o ist, bei komplizierter PJontage des Antriebes eine sehr genaue Einstellung erforderlich,
was die Kosten noch weiter ganz beträchtlich steuert. Selbstverständlich-wirkt sich
die Vielzahl. der Einzelelemente, die dem Verschleiß unterliegen, auch nicht P7erade
fördernd auf die Betriebssicherheit und die Lebensdquier eines Antriebes aus. Bei
den bekannten Antriebsvorrichtungen ergibt sich wegen der Umformung der Federkraft
in eine Drehbewegung eine, geradlinige Momentenkurve, die in Abhän.gigkeit vom Schaltweg
linear abfällt. Ein derartiger Kennl.inienverlauf genügt jedoch den geforderten
Arbeitsbedinc-uncennicht immer. Bei beginnender Abschaltbewegung ist beispielsweise
ein möglichst hohes Drehmoment zur Ubers;joind@ang der zwischen den zii öffnenden
Kontakten auftretenden Reibungskräften erwünscht. Diese Reibung kann bekanntlich
gerade beim Abschalten größerer Ströme, also insbesondere im Kurzschlußfal1, durch
die dabei auftretenden elektrodynamischen Kräfte beträchtliche Iferte annehmen.
Auch beim Einschaltvorgang ist ein höheres Drehmoment erforderlich, und zwar spätestens
im ?eitpunht der Kontaktberührung, denn hierbei sind ebenfalls Reibungskräfte und
negebenenfalls erhebliche dynamische Kräfte insbesondere bei bestehendem Kurzschluß,
die der Kontaktschließung ent#7e#-enwirken, zu überwinden. Bei Freiluftschaltern
ergeben sich i_nfolge Vereisung noch zusätzliche, den Betrieb erschwerende Bedingungen.
Es sind bereits Kraftspeicherantriebe bekannt geworden, die zur Erfüllung dieser
Bedingungen mit einem zusätzlichen. Federkraftspeicher ausgerüstet sind, was den
Antrieb aber noch aufwendiger macht. :Diese Doppelschnellschaltvorrichtungen arbeiten
im wesentlichen mit Torsionsfedern, die nur .
für relativ '11rleine-Drehrome:1te
Lind deshalb vorzu#PA::#-eise für Inngnr"lzm^chalter Vervrendun- finden, da dar
?L7ftx»xid fUr Fre-liaft:^^h@:ltex zt, groß ist.
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C@-erede bei F.rni luftschaltern er.#-e-ben sich zur r,;1-,:t z1 igle
@c1-ri eri@irei_ten.: d.-^-._ eine Vomente:?verteilunc- e_2»s±reben ist, die zl@rrösen
e t1. vere'Zster. Kont:,kte und der ßpth=e@" grö@erar 3 shs sen 7u Beginn
des Aus5-:chaltvorganges e- *z"!. höheres "Z@@::im"@r und danach eine rasch abf*:il
lenaA Kennlz^i e bietet. Reim Einsnhalten zählt hau,?teächlich die "rbet, d.h. de
Flache, welche die lInmentenlrzirve mit den T;^@rdinat@nbildet.. Tre t°dem 2n17.
auch bei--T- Einschal ten. dg ;"nfan7smäm(-rt groß Vnnt1- Sein, `^@i@('.@1 einer-
vereisten . S^1',:1 j'Gr - zu bev;a Ter @ -!?'?" --4-dun- lie-t nun .die Auf-@be
zn-runde, eine Antriebsder e-, ncr#uns _,er._nnteri Art zu schaffen, die nur @#enie.
Lli"!=@O;?Ijr@lnleZ'te Bauelemente aufweist und sich trotzdem d"r^.h eine sichere,
ein,Pandfreie und die besonderen Anfordexu@iLen erfüllende Arbeitsweise se:@iie
durch lan-e -Lebensdauer auszeichnet.
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Erfi_n_dungs-; '.emaß -wird die .-;estellte Aufgabe dadizrc^
-gelöst, daß t tel vorgesehen sind,-mit deren Hilfe zwei .ymmetriech zum
Antriebsteil angeordnete Federn gleichzeitig durch eine Drehbe:,e-LZng# des Antriebsteiles
in dem einen oder anderen Sinn zum schneller- Ein- oder Ausschalten gespannt werden
und derart wirken, da-A. der Drehmomentenverlauf über den Sc'zc.ltz7jinkel eine
Funktion der- sich radial, parallel verschiebenden Kräfte undder in Abhänmigleit
von ihrer Rotationsbewegunsteti abnehmenden Hebelarme ist: Die Vorteile: dieser
neuen Anordnung sind zahlreich: Die außerordentlich einfache Konstruktion ?est@@:ttet
eine. nölid.e undstörungsfreie
.A1führting- und der R3,umbedar_f
dern.ord.nt?:nm :ist sehr zerin-. Eirenschafteil die sie fiter -@rel.»f t,chalter
besonders geeignet machen. Abweichend von den üblichen hu. sfiihrungeri derartiger
Antriebsvorrichtun-en sind als Eher @,e;;reeher zvei zu- Antriebsteil s17mmetrisch
anFeordne te Federn ttn.d zwar als Druck- oder Zugfedern vor.~Prehen, so da.ß das
Antriebsteil in vorteilhafter 'reise keiner Biemebeanspruchung ausmesetzt ist.
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Shar^.kteri'sti sch für die neue Anordnung ist, ä.a3 ein: den An#-forderungen
optimal angepaßter Drehmomen.tenverlauf erzie7.t wird. Die Momentenkennl inte nimmt
=--e"°enüber der noreaerweise geradliniJ abfallenden Kennlinie einen konkaven Verlauf,
da die Hebpla rme eine Funktion der tren51atori seheneweun.J der Kräfte über
den. -1-'ehaltwinkel sind, und ist deshalb den Verhältnissen besser anr°e.ßt.
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Weitere die vorteilhafte jgeiterbildung der Erfindung darstellende
Merkmale sind den Patentansprüchen zu entnehmen. tie Erfindung wird in der nachfölr°en('-en
'3erchreibunr, anhand e i ne s in-der Zeichnung schematisch dargestellten AusfUhrunacbeisriels
ni~her erläutert. Es ze'i tren: Fig: 1 eine Seitenansicht des Ä.ntriebes in: entspannter
Stellung PiQ. 2 eine Seitenansicht des Antriebes in Bespannter Stellung im Augenblick
der Auslösung eines Schaltvorganges Fg: ' Schnitt A -. 13 Pig. ¢ Drehmomentenkennlinie
Die
Antriebsvorrichtung ist in einem Gehäuse 1 gekapselt an-, geordnet, aus dem die
Schaltwelle 2 Lind das Antrinbsteil 3 heraus- eführt sind. Die ;Schaltvielle 2 kann
in Verlängerung. diejenige eines Schalters sein oder über Gestänge einen solchen
z.B. in Freiluftanlagen betätirnen. An dem heraus-efUhrten Ende de,-, Antriebsteiles
3 -greift die Betätigungsvorrichtung an. - Im Gehäuse ist das Antriebsteil 3 in
Verlängerung der Schaltwelle 2 im Ende derselben dr=ehbar gelagert. Auf dem Antriebsteil
3 sind zwei doppelarmige Spannteile 4 und 5 drehbar-gelagert, die mittels eines
Getriebes mit totem Gang bestehend aus der Schlitzen. 6, 7 und den Mitnehmern
8,9 mit- dem Antriebsteil 3 gekuppelt sind. Ein Anschlag 10 mit Gurlmisc:heibe
dient zur Begrenzung der Drehbewegung des einen oder anderen Spannteiles am Ende
des Achaltvorzanges,-wobei der Aufschlag durch. die Gummieinlage gedämpft wird.
Die oberen Endender Spannteile sind fü=r den Eingriff der Sperrklinken 11 und 12-ausgebildet.
Die beiden abwechselnd wirkenden Sperrklinken 11 und 12 sind auf dem Bolzen 1
3 schwenkbar gelag-ert:- Und- stehen unter der ',,iirkun- der Druckfedern
14 und 15. Jede. Klinke ist mit . einer Sperrnase 16 bz=rr-. 17 und einem Anschlag
18 bzw19 zum Abheben der Klinke vor--je`seheri. Auf der Schaltwelle 2 ist das Schaltteil
2-0 fest angeordnet; das in dem einen Drehsinn durch die Mitnehmer 21 und 22 des
Spannteiles 5 und 'im a=nderen Drehsinn: durch die Mitnehmer 23 und- 24,des Spann-
` teilen 4 kraftschlüssig mitgenommen wird. ZJwischen den l=inks und rechts der
senkrechten S-.Tmmetrieächse einarider zugekehrten Enden der Spannteile 4 und 5-i
st je eine Druckfeder 25 bzw: 26 auf mit Langlöchern versehenen Spannbolzen
27 bzw. 28 derart a=ngeordnet, daß sie sich zwischen den. Zagerbolzen:29-
bzw.. -30 Land den entsprechenden: Gleitbolzen 31-und 32, die in den Langlöchern
der Spannbolzen 27, 28 gle=iten., abstützen..--
Die Wirkun-sweise
des Antriebes zum schnellen Ein- oder lausschalten des Schalters- ist folg ende:
der Energiespeicher des Antriebes wird .fizr einen Schnellschaltvorgang auf gelfiden,
indem er aus der entspannten Stell>?ng FiJ. 1 in die gespannte Stellung Fig. 2 gebracht
wird. Zu diesem Zweck 1Fri rd dem P.ntrieb steil 3 eine Rechtsdrehung vermittelt.
Das fp@.nneil.
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5, an dessen Mitnehmet 21 und 22 das Schaltteil 2-0 anliegt, wird
dabei durch den Eingriff der Sperrnase 16 der durch die Druckfeder" 1°r belasteten
Sperrklinke 11 z@arüc'_,#:ehalten, während das, Spannteil 4 -durch die Mitneh-ner
8 und 9 nach :;inem gewissen toten Ganz in den Schlitzen 5 und 7 durch nnsc'^.1'
kraftschlüssig m einer Rechtsdrehung, mitgenom_.men wird. Da--s verklinkte Spannteil
5 dient als fester :St_tz_nu?-:kt, so daß durch die Rechtsdrehung des Spannteiles
4 die- beiden Druckfedern 25 und 26 gespannt werden, indes: sich ihre beiden oberen
Abstützpurikte 31 und 32 in den Langlöchern der Spa.,ir_bo? zen..27 und 28
den unteren Albstützpunkten 29 und 30 infolge der Drehbe"giegung des Spannteiles
4 gegenüber dem zurückgehaltenen Spannteil 5 nähern. .Am Ende des in Fig.:2 haben
sich die Spannbolzen 27 und 28 dank den vorgesehenen Lanmlcchern und der Drehbewegung
des Spannteiles 4 so weit nach oben aus den* Federn herausgeschoben, daß der Bolzen
27 über den Anschlun . 18- die Sperrklinke 11 gegen die `Nirkun^ der .Feder 14 abhebt
und so den Schnellschaltvorgang freigibt, nachdem glichzeitig die Sperrklinke 12
unter Wirkung der Druckfeder 1. 5
mit ihrer Sperrnase 17 das Spannteil 4 als
für den Schaltvor-Gang erforderlichen testen Stätzpunkt durch Einriff- gesperrt
hat. Das entklinkte Spannteil 5 eilt jetzt unter Wirkung der sich entspannenden
Druckfedern 25 und 26 des Energgiespeichers und dank dem Getriebe mit totem Gang.
6, 7, 8, y dem jetzt gesperrten und als fester Stützpunkt dienenden Spannteil 4
in einer Rechtsdrehung nach. Dabei nimmt das Spannteil 5 über die Mitnehmet 21 und
22 das Schaltteil 20 kraftschlüssig mit,
so@ daß die Sehaltvtelle
2 einec'_^nell:sc::ü.ltbev@egün` führt. A- JEndA. des Schnellschaltvorf;anges im
ührzeigersixin 11 e-t das Sc#iaitte4-1 20 an der T,iItne'hmern 23 und 24 de.s Sp9.xlnt-eiles
A an. Die Rechtsdrehung des S>>anntP%les 5 -wird dabei durch de" An.schl ar 1(?
berrrerizt und durch die zi_i-ariieinlagre -Pbre,st iznd gedämpft.
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Xich eend,i@@ny des Schnell,vor-nn'er d1".rC1'1 eihnz'äh2@,=@@'''!
der Schalgere, l e 2 im trhre;_r.vrsirn. l'-st der Antrieb bereit einene@en@=nniren
.Schnellsnhaltv tr.._.organ--. Wird der, An=-3 g_#@@e Ti ni #^#3reha 1rr#ä t ler-#
t -ah.#.#triebsteil i triebsteil .#.._i`ttel #, o ir_rd d-; _bs i= t`'11- !@ -f'
ä-°rrt zti*''.'.ck-eh-1te-1 -und duz-N?@@"@@1 tF' @l - 5 in einer Tr:1@'?.'_@`.@",'dr@@11@vt@-e,0'y:@cY@.
@e°Ablauf- desund den,- @chnel.lvnr 'r ..es st de -s.elbe ,r ; e . vör beschrieben
-m @@rnc^»h.-rzeinn.nn. ilur -c vorhin der @ch5 ter beis@"sie ^r@^.@c'`.Ia e@?escna?
tet: so. erfolgt `etzt erechiellt?ssc.lt'Xng, Bei_ @@12ts'@Tli@e?1 de?"'
@3'!"n ded?-.q #@?'leZ''T#flw_"'e=:S-tx=Z ;Sc';1al ttei 1 ?0 tInn damit die @,e.l
t@@tl? e 2 in. ein e- Zinks= drp?t?ng diirch die Mitnellmer PC und ?4 des. räci;e
._Tend= crrin= teilp3 -4 Die Yrfi°n_drnZ beschränkt sich nicht euf d o. A-Lie2ühr,,)nesbe
Ar e1 . Anstelle der Druckfedern Irrirlet in' deiisel Berg Erföl fiugedern vexwerdet
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