DE1690037B2 - Federspeicherantrieb für elektrische Schalter - Google Patents

Description

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 024 613 ist ein Federspeicherantrieb für elektrische Schalter mit einer Einschaltfeder bekannt, die über ein Schahschloß mit der Schalterwelle gekoppelt werden kann und dann die Schalterwelle im Einschaltsinn bewegt. An der Schalterwelle greift eine Ausschaltfeder an, die von der Einschaltfeder beim Einschaltvorgang gespannt wird. Zum Ausschalten wird die Schalterwelle von der Ausschaltfeder im Gegensinn gedreht. Sie führt also eine hin- und hergehende Bewegung aus. Das Ein- und Ausschalten kann zu beliebiger Zeit nach dem Spannen der Feder erfolgen.

Im Gegensatz zu dem vorgenannten Federspeicherantrieb wird bei dem aus der österreichischen Patentanmeldung A 8585/61 bekannten Sprungschaltwerk die Energie nicht beliebig lange gespeichert, sondern die Einschaltfeder führt nach einer bestimmten Spannbewegung den Einschaltvorgang selbsttätig aus. Die Schalterwelle ist getrennt von der Antriebswelle angeordnet und bewegt sich hin- und hergehend Die an der Schalterwelle befestigte Ausschaltfeder wird beim Einschalten von der Einschaltfeder gespannt. Die Antriebswelle wird dagegen nur gleichsinnig be;ätigt. Während der ersten 180° ihrer Drehbewegung wird die Einschaltfeder gespannt, die nach dem Überschreiten eines Totpunkts während der folgenden 180° Drehbewegung der Antriebswelle über eine Kurvenscheibe die Schalterwelle um etwa 90° bewegt.

Aufgabe der Erfindung ist ein Antrieb, der bei kleinen Abmessungen und einfachem Aufbau eine möglichst genaue Anpassung der Antriebsenergie an die vom Schalter benötigte Energie gestattet. Der Schaltzeitpunkt soll willkürlich wählbar sein, damit auch eine Fernsteuerung möglich ist.

Die Erfindung geht deshalb von einem Federspeicherantrieb für elektrische Schalter mit einer Einschaltfeder und einer von dieser beim Einschalten ge spannten Ausschaltfeder aus, die einer hin- und hergehend bewegten, mit dem Schalter gekoppelten Schalterwelle zugeordnet ist, während die Einschaltfeder an einer mit der Schalterwelle nur über einen begrenzten Weg gekoppelten gleichsinnig drehbaren An triebswelle angreift. Gemäß der Erfindung wird der Antrieb so ausgeführt, daß die beiden Wellen über ein an sich bekanntes Schubkurbelgetriebe miteinander ge koppelt sind, dessen Kurbelstange an ihrem hin· und hergehenden Ende über eine Totgangverbindung befe stigt ist, und daß zwischen der Ein- und Ausschaltfeder eine gegenüber diesen schache Koppelfeder wirksam

Die gleichsinnig drehbare Antriebswelle ist für das Spannen mit Hilfe eines Elektromotors ausgezeichnet geeignet. Dabei wird die Einschaltfeder über eine Winkelweg von 180° gespannt. Der Einschaithub verläuft über die folgenden 180° Drehwinkel. Damit ist die ursprüngliche Stellung wieder erreicht. Die Einschaltfeder kann somit leicht nachgespannt werden, wie an sich bekannt ist.

Die Schalterwelle führt eine hin- und hergehende Bewegung aus, so daß keine weitere Bewegungsumset zung zur Anpassung an die hin- und hergehende Schaltstückbewegung erforderlich ist. Die Auschaltfeder wird beim Einschalten gespannt. Sie erreicht somit die hoch ste Gegenkraft am Ende der Einschaltbewegung. Daraus läßt sich eine verhältnismäßig sanfte Abbremsung der Einschaltbewegung gewinnen. Der neue Antrieb kommt deshalb ohne besondere Dämpfungsmittel aus, die bei anderen Antrieben die Energie der beim Einschalten bewegten Massen auf kurzem Weg aufzehren müssen.

Durch die Totgangverbindung ist dafür gesorgt, daß der Schalter unabhängig von der Stellung der Einschaltfeder ausschalten kann. Deshalb ist der neue Antrieb auch für Kurzunterbrechungsschaltungen geeignet, weil man die Einschaltfeder bei eingeschaltetem Schalter nachspannen kann. Die Kopplungsfeder zwischen der Ein- und der Ausschaltfeder sorgt dafür, daß die zusammenwirkenden Teile der Totgangverbindung stets die für den Formschluß erforderliche Lage haben.

Das Schubkiirbelgetriebe bei dem Antrieb nach der deutschen Auslegeschrilt 1 064 597 besitzt dagegen keine Totgangverbindung an seine hin- und hergehenden Enden. Ebenso fehlt die Kopplungsfeder. Da der bekannte Antrieb mit seinem Motor direkt auf die gleich-

sinnig bewegte Antriebswelle einwirkt, ist auch keine Einschaltfeder vorhanden.

Die Kopplungsfeder des Federspeicherantriebs nach der Erfindung kann ebenso wie die Einschaltfeder eine Drehfeder sein. Man erhält dadurch eine Anordnung mit einem gleichmäßig geringen Raumbedarf. Zweckmäßig ist es, den Weg zwischen den Enden der Kopplungsfeder zu begrenzen, damit die Kopplungsfeder nicht beim Ein- und Ausschalten von der stärksten Ein schalt- oder Ausschaltfeder überbeansprucht werden kann. Zu diesem Zweck kann man die Kopplungsfeder zwischen zwei Federtellern ausspannen, die über eine Totgangverbindung miteinander gekoppelt sind. Hier ergibt sich eine konstruktiv günstige Lösung mit geringem Raumbedarf, wenn man die Federteller auf einer Welle und eir.er auf der Welle gleitenden Hohlwelle befestigt

Weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.

Der in der Figur in einer angenähert perspektivischen Darstellung gezeigte Federspeicherantrieb betätigt einen flüssigkeitsarmen Leistungsschalter 1, der mit einem Stützisolator 2 an einer Wand 3 befestigt ist. Zu diesem Zweck ist eine Kurbel 5 des Schalters über eine Isolierstoffstange 6 mit der Kurbel 7 einer Schalterwelle 8 gekoppelt, die bei 9 und 10 gelagert ist.

Auf der Schalterwelle 8 sitzt eine Kurbel 14, an der mit einer Stange 15 eine Ausschaltfeder 16 befestigt ist. Eine weitere Kurbel 17 ist an der Schalterwelle 8 zwisehen zwei Anschlägen 20 und 21 angebracht. Dadurch wird der Weg der Schalterwelle 8 entsprechend der gewünschten Bewegung in Richtung »Einschalten« bzw. »Ausschalten« begrenzt. An einem Bolzen 23 der Kurbel 17 ist eine Stange 24 mit einem Langloch 25 befestigt. Die Stange 24 führt zu einer Kurbel 26 einer später näher beschriebenen Antriebswelle.

Auf der Welle 8 sitzt ferner eine Sperrscheibe 30. Der Scheibe 30 ist eine Klinke 31 zugeordnet, die in der dargestellten Lage von einer Rollenstütze 32 gehalten wird. Zum Lösen der Klinke kann entweder die Spule 33 erregt oder der Hebel 34 mit dem Stößel 35 betätigt werden.

Eine an der Schalterwelle 8 angeordnete Kurbel 38 steuert über eine Stange 39 einen Stößel 40, der bei 41 gelenkig gelagert ist. Der Stößel 40 kann über den Druckknopf 42 in Längsrichtung bewegt werden. Er wirkt in der gestrichelt gezeichneten Lage auf eine Klinke 45, die, ähnlich wie die Klinke 31, von einer Rollenstütze 46 gehalten wird. Die Klinke 45 kann auch elektrisch mit Hilfe der Spule 47 gelöst werden.

Die Antriebswelle ist als Ganzes mit 50 bezeichnet. Sie ist bei 51 und 52 gelagert. Auf dem in der Figur linken Teil trägt sie eine Hohlwelle 53. Mit dieser Hohlwelle ist der Hebel 26 verbunden, an dem bei 54 die Stange 24 gelenkig angebracht ist. Ferner sitzt auf der Hohlwelle 53 eine Scheibe 55, deren Nocken 56 mit der erwähnten Klinke 45 zusammenwirkt.

Die Scheibe 55 bildet zugleich einen Federteller, denn auf einem Zapfen 56 ist das eine Ende 58 einer bo Drehfeder 59 befestigt, die als Kopplungsfeder dient, wie später näher erläutert wird. Das andere Ende 62 der Feder 59 greift um einen Zapfen 63 eines scheibenförmigen Federtellers 64. Der Federteller 64 besitzt ein kreisbogenförmiges Langloch 65, das einen Winkel von etwas mehr als 180° überdeckt. In das Langloch 65 greift der Bolzen 67 einer Kurbel 68, die mit der Hohlwelle 53 fest verbunden ist. Auf diese Weise sind der Federteller 55 und der Federteller 64 über eine Totgangverbindung miteinander gekoppelt, die nur eine Verdrehung um etwa 180° gegeneinander gestattet

Auf dem Zapfen 63 sitzt ferner das eine Ende 70 einer weiteren Drehfeder Tl. Die Drehfeder 71 ist die Einschaltfeder. Das andere Ende 72 ist auf dem Zapfen 74 einer Scheibe 75 befestigt Auch diese als Federteller wirkende Scheibe besitzt ein über einen Winkelweg von etwa über 180° reichendes kreisbogenförmiges Langloch 76. In das Langloch 76 ragt der Bolzen 77 einer Kurbel 78, die mit einer Hohlwelle 80 verbunden ist. Die Hohlwelle 80 verbindet den Federteller 64 mit der Kurbel 78. Deshalb können sich auch die Federteller 64 und 75 der Einschaltfeder 71 nur um 180° gegeneinander verdrehen.

Der Bolzen 77 greift ferner in ein Loch einer Steuerscheibe 82, die auf der Antriebswelle 50 drehbar gelagert ist. Die Steuerscheibe 82 ist zur besseren Erläuterung ihrer Wirkungsweise bei der Steuerung des Antriebs zweimal dargestellt. Man erkennt, daß mit der Steuerschiebe 82 eine Führungskurve 85 verbunden ist, auf der eine Stange 86 ruht. Die Stange 86 führt zu einem Winkelhebel 87, der von einer Feder 88 in die gezeichnete Lage gezogen wird, so daß die Stange immer an der Führungskurve 85 anliegt Wird die Stange 86 von der Führungskurve 85 nach links gedruckt, so sperrt die am Ende des Winkelhebels 87 vorgesehene Nase eine Bewegung des Stößels 40 nach links.

Ferner besitzt die Steuerscheibe 82 einen Nocken 90. der einen Meldeschalter 91 betätigt. In der gezeichneten Stellung sind die Kontakte 92 geöffnet, die Kontakte 93 geschlossen. Wenn der Nocken 90 den Meldeschalter 91 bei der Bewegung der Steuerscheibe 82 betätigt, werden die Kontakte 92 geschlossen und die Kontakte 93 geöffnet. Ein Schild 94 zeigt an. daß die Feder 71 gespannt ist. Bei entspannter Feder 71 ist das Schild 94 nicht sichtbar

Mit der Antriebswelle 50 ist ein Zahnrad 95 fest verbunden, das in der Figur zum besseren Verständnis zweimal dargestellt ist. In die Verzahnung an seinem Umfang greift eine Klinke 96. Dadurch ist eine absatzweise Bewegung der Welle 50 mit Hilfe eines Handhebels 97 möglich, der in eine Ausnehmung eines lose auf der Welle 50 drehbaren Klinkenhebels 98 mit einer Klinke 99 gesteckt wird. In das gleiche Zahnrad 95 greift die Klinke 101 eines weiteren Klinkenhebels 102, der ebenfalls auf der Welle 50 gelagert ist. Mit dem Klinkenhebel 102 ist eine Stange 104 gekoppelt, die an einem Zahnrad 105 bei 106 exzentrisch befestigt ist. Das Zahnrad 105 ist das Schneckenrad einer Schnecke 107, die ν η der Welle eines Elektromotors 108 angetrieben wird.

In der in der Figur gezeigten Darstellung des Antriebs ist der Schalter 1 eingeschaltet. Die Ausschaltfeder 16 ist gespannt. Ebenso sind die Einschaltfeder 71 und die Kopplungsfeder 59 gespannt Der Elektromotor 108 ist mit den Kontakten 92 des Meldeschalters 91 ausgeschaltet.

Zum Ausschalten des Schalters 1 wird die Klinke 31 gelöst. Die Feder 16 bewegt dann die Schalterwelle 8 um 90°, bis die Kurbel 17 am Anschlag 21 anliegt. Dabei wandert der Bolzen 23 zum oberen Ende des Langlochs 25, so daß die Totgangverbindung 23,25 geschlossen wird.

Soll der Schalter wieder eingeschaltet werden, so wird die Klinke 45 betätigt. Die Feder 71 bewegt dann den Federteller 64 und über den Bolzen 67 der Kurbel 68 auch die Kurbel 26 in Richtung der eingezeichneten

Pfeile um 180°. Danach liegt der Zapfen 77 am anderen Ende des Langlochs 76 der Scheibe 75 an.

Bei der Bewegung der Kurbel 54 wurde über die Kurbel 17 die Schalterwelle 8 wieder in der Einschaltrichtung bewegt und der Schalter 1 eingelegt. Zugleich wurde die Ausschaltfeder 16 gespannt. Die Welle 8 wird entgegen der Wirkung der Feder 16 von der Klinke 31 festgehalten.

Die Kurbel 26 bleibt jedoch nicht in der gezeichneten Lage stehen. Sie wird vielmehr durch die Kopplungsfeder 59 um weitere 180° in die in der Figur gezeichneten Stellung zurückgedreht, in der die Scheibe 55 an der Klinke 56 anliegt. Dabei bildet der Bolzen 67 den die Bewegung begrenzenden Anschlag. Auf diese Weise kommt die vom Langloch Ύ* und dem Bolzen 23 gebildete Totgangverbindung wieder in die Stellung, in der die Schalterwelle 8 unter der Wirkung der Ausschaltfeder 16 unbehindert eine Ausschaltung durchführen kann.

Bei der erwähnten Bewegung der Einschaltfeder 71 hat sich die mit dem Federteller 64 über die Hohlwelle 80 gekoppelte Kurbel 78 um 180° gedreht, wie durch die Totgangverbindung zwischen dem Bolzen 77 und dem Langloch 76 vorgesehen ist Die gleiche Bewegung führt auch die mit dem Bolzen 77 gekoppelte Steuerscheibe 82 aus. Deshalb wird über die Kontakte 92 der Motor 108 in Gang gesetzt. Er dreht das Schnekkenrad 105 und bewegt dabei die Antriebswelle 50 über die hin- und hergehende Stange 104, den Klinkenhebel 102 und das Zahnrad 95 nach Art einer Ratsche um 360°.

Während der ersten 180° wird die Kopplungsfeder 59 gespannt, weil sie wesentlich schwächer ist als die Einschaltfeder 71. Der Bolzen 67 wandert dabei an das andere Ende des Langlochs 65. Dadurch wird der Federteller 64 festgehalten. Während der nun folgenden 180° Drehbewegung der Welle 50 wird die Feder 71 gespannt. Dann wird der Motor 108 ausgeschaltet.

Bei entspannter Feder 71 ist eine Betätigung der Klinke durch die Steuerscheibe 82 gesperrt. Die Führungskurve 85 drückt über die Stange 86 die Nase des Winkelhebels 87 vor den Druckknopf 42 und unterbindet damit eine Handbetätigung. Die elektrische Betätigung über die Spule 47 wird durch die Kontakte 93 des Meldeschalters unterbrochen.

Der neue Antrieb ist für Kurzunterbrechungsschaltungen geeignet, da die Feder 71 bei eingeschaltetem Schalter 1 nachgespannt werden kann. Er zeichnet sich ferner durch geringe Abmessungen und eine gute Anpassung an den Energiebedarf des Schalters 1 aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1690 Patentansprüche:

1. Federspeicherantrieb für elektrische Schalter mit einer Einschaltfeder und einer von dieser beim Einschalten gespannten Ausschaltfeder, die einer hin- und hergehend bewegten, mit dem Schalter gekoppelten Schalterwelle zugeordnet ist, während die Einschaltfeder an einer mit der Schalterwelle nur über einen begrenzten Weg gekoppelten gleichsinnig drehbaren Antriebswelle angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen über ein an sich bekanntes Schubkurbelgetriebe (24, 26) miteinander gekoppelt sind, dessen Kurbelstange (24) an ihrem hin- und hergehenden Ende über eine Totgangverbindung (23, 25) befestigt ist, und daß zwischen der Ein- und der Ausschaltfeder (16, 71) eine gegenüber diesen schwache Kopplungsfeder (59) wirksam ist.

2. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsfeder (59) ebenso wie die Einschaltfeder (71) eine Drehfeder ist.

3. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg der Kopplungsfeder (59) begrenzt ist.

4. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsfeder zwischen zwei Federtellern (55,64) ausgespannt ist, die über eine Totgangverbindung (65, 67) miteinander gekoppelt sind.

5. Federspeicherantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Federteller an einer Welle (50) und der andere an einer auf der Welle (50) gleitenden Hohlwelle (53) befestigt ist.

6. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg der Einschaltfeder (71) durch eine Totgangverbindung (76, 77) ihrer Federteller (64, 75) auf 180° begrenzt ist.

7. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder einem der folgendem mit einem Antriebsmotor, gekennzeichnet durch eine Steuerscheibe (82), die für eine Spannbewegung von 360° sorgt, wobei während der ersten 180° die Kopplungsfeder (59) und während der folgenden 180° die Finschaltfeder (71) gespannt wird.