DE1765380A1 - Schaltschloss fuer elektrische Schaltgeraete - Google Patents

Description

• Schaltschloß für elektrische Schaltgeräte Die Erfindung betrifft ein Schaltschloß für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Last- und Leistungstrennschalter, mit einer Schnellschaltvorrichtung zum schnellen Aus- oder Einschalten das mittels eines Kniehebelsystems die Antriebswelle kraftschlüssig mit der Schalwelle verbindet, dessen Sperre nach dem Spannen der Schaltfeder durch eine Auslösevorrichtung gesteuert wird.
• Schaltschlösser, bei denen ein Kniehebelsystem Anwendung findet, sind bereits bekannt, jedoch recht kompliziert im Aufbau. Die bekannten Kniehebelschlösser erfüllen die Bedingung einer in jeder Schalterstellung gleich wirksamen Auslösung bei gleicher Auslösekrait und gleichem Auslösehub überhaupt nicht oder nur unzureichend und dann mit hohem mechanischem Aufwand. Schaltschlösser haben die Aufgabe, die Schalter geben die Kraft der Schaltfedern zu verriegeln, indem sie den Kraftspeicher mit der Schaltwelle kuppeln. Die bekannten Schaltschlösser bestehen deshalb, um die angeführten Bedingungen annähernd zu erfüllen, aus einer Reihe von Gestängen, Hebel, Wellen, Nit.nehmer und Klinken. Eine bekannte Ausführung eines Kniehebelschlasses als Verbindungsglied zwischen der Antriebswelle und der Schaltwelle beeteht aus mehreren Kniehebelgelenken und einer zusätzlichen Zwischenwelle. Bei einer anderen bekannten Ausf ährung wird ein im bewelichen Teil des Kniehebelschlosses gelagerter Auslösehebel durch einen zweiten, ortsfest gelagerten Auslösehebel betätigt. Nachteilig ist, daß einer der beiden Hebel besonders lang sein muß und daß an diesem langen Hebel die Berührung zur Auslösung an verschiednen, von der jeweiligen Schalterstellung abhängigen Stellen erfolgt. Die erforderlichen Auslösekräfte sind deshalb verschieden groß und die Auslegung der Untersetzung des Kniehebelgelenkes muß dem ungünstigsten Wert entsprechen, weshalb außer dem größeren Materialaufwand noch besonders hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit gestellt werden müssen. Des weiteren ist eine Ausführung bekannt geworden, bei der die Auslösung nur in der Einschaltstellung oder kurz davor wirksam wird. Als nachteilig hat sich gezeigt, daß beispielsweise ein durch das Ansprechen einer Sicherung ausgeschalteter Schalter ohne Auswechseln der angesprochenen Sicherung wieder bis kurz vor die Einschaltstellung eingeschaltet werden kann und Saß sich in diesem Augenblick die Ausschaltfeder wieder schlagartig entladen kann, so daß die beweglichen Teile des Schalters mit großer Kraft zurückprellen und eventuell Schaden anrichten können. Außerdem besteht natürlich noch die Gefahr möglicher Vorzündungen, die zu schweren Schäden und Betriebsstörungen führen.
• Ganz allgemein weisen Schaltschlösser mit mehreren Hebelgelenken und Klinken noch einen anderen Mangel auf, der in dem großen Zeitverlust des Schaltvorganges besteht. Die Geschwindigkeit aller in Serie geschalteten Teile beginnt mit Null und durch die Hintereinanderschaltung aller Einzelzeiten ergibt sich in der Gesamtheit ein großer Zeitverlust gerade in einer Zeit, in der es ganz besonders, infolge schnellen Stromanstieges, auf eine kurze Schaltzeit ankommt.

  Die bekannten Schal tscal össer lassen in bezug auf Gien technischen

  Auitvand noch manche Wünsche offen.. Eine nicht unbeträchtliche

  Anzühl von Klinken, liebeln, zusätzlicher @@etäti:@;ungsweli_e und

  sonstigen Einzelteilen muß zur üewährleistung der Verriegelung

  des Kraftspeichers und der iluslösung des Schaltvorganges aufge-

  wendet werden. Sind schon an sich die Kos ten dieser Vielzahl von

  Elementen sehr hoch, so ist bei komplizierter Montage des Schalt-

  schlosses eine sehr genaue Einstellung erforderlich, was die Kosten

  noch weiter ganz betrwchtli c:1 steigert. Selbstverständlich wirkt

  sich die Vielzahl von Einzelelementen, die dem Versc'ileiß unter-

  liegen, auciti auf die Betriebssicherheit und die Lebensdauer des

  Schaltschlosses nacateilig aus.

  Der Er-findung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Sc'_altschloh

  der eingangs gensnnten Ar-t zu schaffen, das nur "venive uiik-@:.-#li-

  zierte Bauelemente aufweist und sich. trotZxem dvr c?l. ei.,le sichere

  und einwandfreie _rbeyts:jeise so-irie durch Lange Lebensdauer --i s-

  zeichnet.

  Erfindungsgemawird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst und

  eine wesentliche Vereinfachung beim. =ufbau des Scaa.ltscalosses

  erreicht, da,: das die Antriebswelle mit der Schaltwelle verbin-

  dende Sc--:altsciilo,3 als ein aus einer. Lenker und einer 1, .sc@!e be-

  ste e näes K,niehebelgelenk ausvebilde-t und das eine huslöse,rrelle

  im Gelenkpunkt des einen "rbeltriebes vor den intriecskrZften

  unbeeinfiu:3bar an.:~ecrdnet ist.

  Weitere :.:erkmale der @rlindung sind den @@ns3@rüci@en und der Be-

  scireibung eines AusfUhrungsbeispieles zu entnehmen.

  Die Erindung bietet den bedeutenden Vorteil, da= die ,Auslösung

  in jeder Schaltstellung bei gleicher Auslösekraft und Eleichen

  Auslösehub gleich wirksam ist. Dies wird durch die Anordnung der

  Auslösevielle und dadurch erzielt, dass dieselbe durch einen auf

  der Antriebs- oder Schaltwelle drehbar gelagerten Auslösehebel

  über Zwischengestänge betätigt wird, auf den Auslöseorgane z. B.

  Sicherungen mit Schlagstift wirken. Da dieser auf. einer der

  Hauptwellen drehbar gelagerte Auslösehebel von der jeweiligen

  Schaltstellung unabhängig ist, ist auch die Auslösung in jeder

  Schaltstellung gleich wirksam und die erforderlichen Auslöse-

  kräfte sind in jeder Stellung des Schalters gleich groß. Durch

  verschiedene Hebellängen und Winkelstellungen des Zwischenge-

  stänges wird außerdem erreicht, daß die Überlappung von Klinken-

  nase und Halbwelle in jeder Stellung etwa gleich ist, sor daß

  sich auch die erforderlichen Auslösewege nicht unterscheiden:

  Das Schaltschloß bietet demnach Vorteile, wie sie von den bekann-

  ten Ausführungen wenn Überhaupt so nur unzureichend mit zu großem

  mechanischem Aufwand angestrebt werden. Ein weiterer Vorteil er-

  gibt sich dadurch, daß nach dem Wirksamwerden der Schaltfeder

  diese nicht für eine erneute Ausschaltung vorgespannt werden kann,

  solange der Aus lösebefehl ansteht, beispielsweise eine angesprochene

  Sicherung nicht ausgetauscht ist. Nach Beendigung der Ausschaltbe-

  wegung verbleibt das Gelenk in seiner Knicklage solange der Aus-

  lösebefehl ansteht, da die Sperre des Schaltschlosses aufgehoben ,

  bleibt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da in einem Stromnetz

  oft nicht zu erkennen ist, ob die Ursac:ie, die zu einer Strom-

  unterbrechung durch den Schalter geführt hat, beseitigt ist oder

  ob sie -noch weiter besteht.

  Die au3erordentlich einfache Konstruktion der neuen Anordnung

  gestattet eine solide und störungsfreie Ausführung und ihr Raum-

  bedarf ist sehr gering. Die für die Schalterauslösung notwendige

  Arbeit kann in Weiten Grenzen verändert werden, so daß auch durch

  das beschränkte Arbeitsvermögen und den geringen Schaltweg von

  elektromagnetischen Auslösern die Schaltvorgänge gesteuert werden

  können.

  Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel des Schalt-

  schlossec gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

  Fig.1 zeigt das Kniehebelschaltschloß in Sperrstellung, die der

  Einschaltstellung eines nicht dargestellten Lasttrennschalters

  entspricht. Das Schaltschloß ist seitlich am Rahmen 1 des Schal-

  ters angeordnet und verbindet die Schaltwelle 2 mit der Antriebs-

  welle 3, die beide im Schalterrahmen 1 drehbar gelagert sind.

  Eine Zugfeder 4 ist in vorliegendem Fall als Ausschaltfeder

  zwischen einem Bolzen 5 am Schalterrahmen und einer fest auf der

  Schaltwelle angeordneten Kurbel 6 eingehängt. Die Kurbel 7 der

  Schaltwelle 2 ist durch das Scnaltschlo_3 mit der t-.ntriebskurbel 8

  verbunden, das aus dem Lenker 9 und der Lasche 1v besteht, die

  in den Gelenkpunkten 11, 12 und 13 :miteinander und mit den

  Kurbeln der Wellen 2 und 3 das Kniehebelgelenk des Sc@-Laltschlosses

  bildend gelenkig verbunden sind. Das Ende des I:enkers 9 ist als

  Abrutschklinke 14 ausgebildet und wirkt mit der 1albwelle 15 als

  Sperrorgan des Schaltschlosses zusammen. Die Auslöse-Ivelle 13 ist

  im Bereich der Lenkernase 14 als Halbwelle 15 ausgebildet. Die

  Gelenkpunkte 11, 12 und 13 bilden in der gezeigten Sperrstellung

  des Schaltschlosses ein flaches Dreieck, so daß die Klinkennase 14

  des Lenkers 9 unter stark reduzierter Kraft der Zugfeder 4 an der

  Halbwelle 15 der Auslösewelle 13 anliegt. Die fest auf der An-

  triebswelle 3 angeordnete Kurbel 8 hat in der gezeigten Endstel-

  lung gegenüber dem verklinkten Gestänge 9, 10 die Strecklage über-

  schritten, so daß ein selbsttätiges Ausschalten des Schalters

  unterbunden wird.

  Fig.2 zeigt die Draufsicht auf das in Fig. 1 in der Sperrstellung

  dargestellte Schaltschloß. In der gabelförmigen Kurbel 8 sind in

  den beiden Schenkeln Buchsen 16 eingepreßi, in denen die Auslöse-

  welle 13 drehbar gelagert ist, die in ihrem Teil zwischen den

  Buchsen 16 ails Halbwelle 15 ausgebildet ist. Auf den Buchsen 16

  sind die beiden parallelen Laschen 10 drehbar gelagert, die

  ihrerseits in 12 mit dem Lenker 9 gelenkig verbunden sind.

  Durch diese vorteilhafte Lagerung der Auslösewelle 13 in den

  Buchsen 16 und der Laschen 10 auf denselben, wirkeh die Kräfte

  der Zugfeder 4 über die Kurbel 7, den Lenker 9 und die Laschen

  10 nicht auf die Auslösewelle 13. Die Auslösewelle 13 trägt

  einen Hebel 17, der über ein Doppelgestänge 18 mit einem auf der

  Antriebswelle 3 drehbar gelagerten Doppelhebel 19 gelenkig ver-

  bunden sind. Der Hebel 19 ist über das abgeschnitten gezeichnete

  Auslösegestänge 20 mit einem nicht dargestellten Auslöseorgan,

  z.B. Sicherungen mit Schlagstift,verbunden. Der Hebel 19 wird

  mit dem Anschlag 29 unter Wirkung einer schwachen Feder 21 gegen

  einen am Schalterrahmen befestigten Anschlagbolzen 2Z gedrückt.

  Das Ende 23 des Hebels 17 mit seiner Abschrägung 25 wirkt mit

  dem durch die Druckleder 25 belasteten Bolzen 24 zusammen, der

  bis zum Anschlag 27 heraus..;@;edrückt wird. Der Anschlag 28 ver-

  hindert, daß der Lenker 9 und die Lasche 10 in die Strecklage ge-

  langen können.

  Die Wirkungsweise des Schaltschlosses bietet die angeführten Vor-

  teile einer einfachen Konstruktion und daß das Arbeitsvermögen

  des Auslösemechanismus von den im Schaltschloß auftretenden

  Kräften unabhängig ist. In der in Fig.1 gezeigten Einschaltstel-

  lung des Schalters ist die Ausschaltfeder 4 gespannt und das

  Schaltschloß gesperrt, da sich die Klinkennase 14 des Lenkers 9

  auf der Halbwelle 15 als Abrut.vhklinke abstützt. Im Falle des

  Auslösebefehles durch z.B. den Sc:;.;.agstift einer angesprochenen

  Sicherung wirkt das Gestän-e 20 mit einer Zugkraft auf den Hebel

  19 und hebt letzteren gegen die Federkraft 21 vom Anschlagbolzen

  22 ab, so dai3 das Gestänge 18 über den Hebel 17 die Auslösewelle

  13 so weit verdreht, daß die Klinkennase 14 von der Halbwelle 15

  dem Sperrorgan abrutscht und so die Sperre des Schaltschlosses

  aufhebt. Es genügt nur eine kleine Auslösekraft, um der Auslöse-

  welle eine Drehbewegung zu vermitteln, da sie in den Buchsen 16

  unabhängig von den großen, im Kniehebelsystem des Schaltschlosses

  wirkenden Kräften drehbar gelagert ist. Das entriegelte Schalt-

  schloss gibt den nusschaltvorgang frei, so daß sich die Aus-

  schaltfeder 4 entspannen kann. Die. Scialtwelle 2 schaltet in

  einer Linksdrehung den angenommenen Lasttrennschalter aus.

  Fig.3 zeigt die Zwischenstellung, in der der Schalter schon in der

  Ausschaltstellung die Antriebswelle jedoch noch in der Einschalt-

  stellung ist. In Fig.4 ist auch die Antriebswelle 3 in die Aus-

  CD zurückgeholt. Ist die angesprochene Sicherung noch

  nicht ausgewechselt worden, so knickt das Xniegelenk 8, 9, 10

  bei dem Versuch den Schalter aus der Aus-Stellung F1:.4 einzu-

  schalten, wieder ein, ohne die Schalterwelle 2 zu betätigen und

  ohne die Ausschaltfeder 4 auch nur teilweise zu spanne:. Es ergibt

  sich wieder die in Fig.3 dargestellte Zwischenstellung. Die

  Wiedereinschaltung des Schalters aus der in yig.4 d@.rgestellten

  Aus-Stellung kann erst erfolgen, nachdem die anges"r("c::ene Siche-

  rung ausgewechselt d.h. der Auslösebefehl au--,'gehoben worden ist.

  Jetzt erst dreht sich der Hebel 19 unter der Wirkunder Feder 21

  wieder in seine Ausgangsstellung bis zum Anschlag 22 zurück und

  nimmt das Gestänge 18 und den Hebel 17 mit, so da.d; e @".slöse-

  welle 1 3 in einer iiinksdrehung die S--)erre =:alhwelle l ` - -'-linken-

  nase 14 des Lenkers a herbeiführt. gei einer je ,2t v;:rge@o-meaen

  Rechtsdrehung der Antriebsgrelle 3 in nic:ä tung @@ir@sc;@@1 tu@@ ver-

  halten sich die riuraei 8 und der Lenker ) wie eine st-rre

  so da;; der Schalt-"velle 2 über die -Kurbel 7 äie E@.nscäaltbe-rre.un

  in einer Rechtsdrehung vermittelt und gleichzeitig die Ausscaalt-

  feder 4 f-är einen neuen Ausschaltvorgang gespannt -wird. Beirr. in-

  schalten drückt die abgeknickte Verl-iingerung 25 des -Hebels 17 den

  Bollen 24 gegen die Wirkung der Feder 26 zurück und kurz vor Er-

  reichen der Einschaltstellung wird durch die Feder 26 der Bolzen

  24 wieder bis zu seinem Anschlag 27 hineingedrückt, so daß der

  Hebel 17 mit seiner Verlängerung 23 wieder hinter dem Bolzen 24

  liegt.

  Beim Ausschalten von Hand aus der in Fig.1 dargestellten Ein-

  schaltstellung wird der Antriebswelle 3 eine Linksdrehung ver-

  mittelt, so daß die Kurbel 8 ebenfalls in einer Linksdrehung

  d.h. in Ausschaltrichtung so weit gedreht wird, bis das Ende 23

  des Hebels 17 gegen den Bolzen 24 anstößt und bei weiterem

  Drehen der Antriebswelle 3 durch eine Drehung der Auslösewelle

  13 die äperre Halbwelle 15 - Klinkennase 14 aufhebt: Die Schnell-

  ausschaltung findet unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit

  des Bedienenden statt.

  Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das beschriebene Aus-

  führungsbeispiel. Das beschriebene Schaltsehloß kann natürlich

  mit demselben Erfolg mit einer Schnelleinschaltung verbunden

  ;erden. In diesem Falle genügt es die Kurbel 6 und 7 fest mit-

  einander zu verbinden und zwischen diesem Element und der Schalt-

  wel-@e 2 eine Schnelleinschaltvorrichtunganzuordnen.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Schaltschloß für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Last- und Leistungstrennschalter, mit einer Schnelläcüaltvorrichtung zum schnellen Aus- oder Einschalten, das mittels eines Knie- hebelsystems die Antriebswelle kraftsch?.üs2ie mit der Schalt- welle verbindet, dessen Sperre nach dem Spannen der Schalt- feder durch eine Auslösevorrichtung gesteuert wird, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das die Antriebs- welle (3) mit der Schaltwelle (?_) verbindende Schal tscnloß als ein aus einem Lenker (9) und einer Lasche (10) bestehendes Kniehebelgelenk ausgebildet und daß eine Auslösewelle (13) im Gelenkpunkt des einen Kurbeltriebes von den Antriebskräften unbeeinflußbar angeordnet ist. 2. Schaltschloß nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß in der gabelförmigen Antriebskurbel (8) zwei Bughsen (16) als Zager fär die Auslösewelle (13) und als Wellenstummel für die darauf drehbar gelagerten laschen (10) fest angeordnet sind. 3. Schaltschloß nach Ansuruch 1 und 2, d s, d u r c _i @; e - k e n n z e i c h n e t , daß dieuslöse;zelle 1 >) äes Schaltschlosses durch ein riebel@Jest"-Lne Q17, :-Lt einem Auslösehebel (19) gelenkig verbunden ist, der auf derselben Welle drehbar gelagert und federbelastet ist, J.n wiercn Kurbel- trieb die Auelösewelle angeordnet ist. 4. Schaltschloß nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die gelenkige Verbindung zwischen Auslösewelle (15) und dem auf der Hauptwelle dreh- bar gelagerten Auslösehebel (19) in der ,'linkelstellung zueinander und in den Stichmaßen derart verstellbar ist, - daß die Überlappung der Sperrorgane (14, 15) des Schlosses in den verschiedenen Schaltstellungen die gleiche ist. 5. Schaltschloß nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die Auslösewelle (13) auf der Länze zwischen den Lazerbuchsen (16) als Halbwelle (15) ausgebildet ist, mit der die Klinkennase (14) der Lasche (9) als Abrutschklinke sperrend zusammenwirkt. 6. Schaltschloß nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß an der Schaltwelle eine an sich bekannte Schnellschaltvorrichtung vorgesehen ist.