DE19925537A1 - Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte - Google Patents
Sprungantrieb für elektrische SchaltgeräteInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte mit einer Antriebswelle und einer drehfest mit dieser verbundenen Betätigungsscheibe für eine Antriebsfeder und einem drehbeweglich an dieser Antriebswelle gelagerten und an der Antriebsfeder angelenkten Übertragungsglied (8), das über ein Verbindungsgestänge (9) auf die Schalterwelle wirkt. Es wird daher vorgeschlagen, diesen Sprungantrieb so zu gestalten, daß beim Ausschalten des Schaltgerätes die erforderliche Auschaltkraft zur Überwindung der Kontaktkräfte zuverlässig aufgebracht und übertragen wird. Dazu ist zwischen dem Übertragungsglied (8) und dem Verbindungsgestänge (9) eine an einem dieser beiden Sprungantriebsteile angeordnete und nach Überschreitung der Totpunktstellung (T) mit dem jeweils anderen Sprungantriebsteil in Wirkverbindung tretende Druckfeder (18) angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für Mittelspan
nungsschaltanlagen.
Elektrische Schaltgeräte, insbesondere Lasttrennschalter, benötigen im allgemeinen einen mittelbar wir
kenden Antrieb, um sicherzustellen, daß die Schaltungen unabhängig von der Bedienperson immer mit
gleicher und ausreichender Geschwindigkeit erfolgen. Zu diesen mittelbaren Antrieben zählen die
Sprungantriebe, mit deren Hilfe über einen aufgeladenen Energiespeicher das sprunghafte Schalten
erfolgt.
Eine Sprungantriebsvorrichtung zum sprunghaften Einschalten eines elektrischen Schaltgerätes mit ei
nem Feder-Energiespeicher (Antriebsfeder), der in Verbindung mit einer Antriebswelle gespannt wird und
nach seiner Entklinkung durch Überschreitung einer Totpunktstellung auf die Schalterwelle einwirkt, ist
aus der DE 28 50 761 C3 bekannt. Diese Sprungantriebsvorrichtung weist eine drehfest mit der An
triebswelle verbundene Betätigungs- und Spannscheibe für einen in einer im wesentlichen quer zur An
triebswelle gegebenen Ebene angeordnete Antriebsfeder und ein drehbeweglich ander Antriebswelle
gelagertes und an die Antriebsfeder antriebswellenseitig angelenktes Übertragungsglied auf. Dieses wie
derum ist über ein Verbindungsgestänge mit der Schalterwelle des Schaltgerätes verbunden. Bei einer
Betätigung der Antriebswelle durch eine Bedienperson und einer damit verbundenen Energieaufnahme
und Spannung sowie Lageveränderung der Antriebswelle bis zur Überschreitung deren Totpunktstellung
wird deren Federkraft sprungartig, also mit hoher Geschwindigkeit, freigesetzt und wirkt über das Über
tragungsglied und das Verbindungsgestänge auf die Schalterwelle des Schaltgerätes ein. Die Betäti
gungs- und Spannscheibe wirkt dabei mit dem die Antriebsfeder mit dem Übertragungsglied verbinden
den Gelenkbolzen zusammen und weist einen kreissektorförmigen Ausschnitt zur Ausbildung einer in
ihrer Länge begrenzten Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken für diesen und damit auch für das
Übertragungselement und die Antriebsfeder auf.
Bei einer Ausschaltung des Schaltgerätes und auch bei einer Einschaltung durch eine Betätigung der
Antriebswelle wird die Betätigungsscheibe unter Mitnahme des Gelenkbolzens ebenfalls gedreht und
vollzieht bis zum Erreichen des Totpunktes eine Zwangsbewegung unter Energieaufnahme in die An
triebsfeder. Nach Überschreitung des Totpunktes entspannt sich die Antriebsfeder unter Freisetzung von
Federenergie sprungartig und unabhängig vom Wirken der Bedienperson, so daß in Abhängigkeit von
der konstruktiven Auslegung des Schalters stets die gleiche Schaltenergie und auch Schaltgeschwindig
keit zur Verfügung stehen und das Öffnen und Schließen der Kontakte des Schalters letztlich unabhän
gig von subjektiven Einflüssen durch die Bedienperson erfolgen.
Nachteilig bei diesem Antrieb ist, daß bei der Betätigung der Antriebswelle in die Ausschaltrichtung Ver
sager auftreten können und die Antriebsfeder wohl über den Totpunkt und hinter diesem in eine stabile
Position gelangen kann, jedoch ohne daß die Kontakte getrennt werden, da die für das Trennen der
Kontakte erforderliche Schaltenergie, insbesondere bei einer höheren Kurzschlußleistung mit entspre
chend höheren Kontaktkräften oder bei längere Zeit nicht ausreichend gewarteten Schaltern, aus der
Antriebsfeder nicht zur Verfügung steht, aufbringbar ist. Obwohl die erreichte Position stabil ist, befindet
sich der Sprungantrieb nicht in seiner definierten Endstellung für eine vollzogene Ausschaltung. Bei Un
achtsamkeit durch die Bedienperson, d. h. bei Beibehaltung dieser Position, bleibt der Schalter somit
geschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß beim Ausschalten des Schaltgerätes die erforderliche
Ausschaltkraft zur Überwindung der Kontaktkräfte zuverlässig aufgebracht und übertragen wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Sprungantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen
kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einem im wesentlichen eine Antriebswelle mit einer drehfest an
dieser angeordneten Betätigungsscheibe für eine Antriebsfeder und einem drehbeweglich an dieser An
triebswelle gelagerten und an der Antriebsfeder angelenkten Übertragungsglied, das über ein Verbin
dungsgestänge auf die Schalterwelle wirkt, aufweisenden Sprungantrieb zwischen dem Übertragungs
glied und dem Verbindungsgestänge eine an einem der beiden Sprungantriebsteile angeordnete Druck
feder vorgesehen ist, die bei einer Ausschaltbewegung nach Überschreitung der
Totpunktstellung der Antriebsfeder mit dem jeweils anderen Sprungantriebsteil in Wirkverbindung tritt.
Diese Druckfeder legt sich im Falle des Versagens des Sprungantriebs bei einer Ausschaltung, also bei
einer Bewegung der Antriebsfeder in die Ausschaltrichtung über den Totpunkt hinaus in eine Ruhepositi
on ohne Trennung der Schaltkontakte an das jeweils andere Sprungantriebsteil an, wird unter Energie
aufnahme zusammengedrückt wird und dreht in Folge das Übertragungsglied und die Antriebsfeder unter
Energieabgabe zurück, so daß die Ruheposition nicht stabil und damit deutlich ist, daß eine Kontakttren
nung und Ausschaltung nicht stattgefunden hat. Wird die Antriebswelle von Hand daraufhin wieder oder
überhaupt weiter in Ausschaltrichtung betätigt, wird die Druckfeder völlig zusammengedrückt und über
trägt im weiteren Verlauf die von Hand aufgebrachten Kräfte, bis die erhöhten Kontaktkräfte überwunden
sind und die Trennung der Schaltkontakte erfolgt ist. Nach der Überwindung der Kontaktkräfte entspannt
sich die Druckfeder und bewirkt dadurch eine Erhöhung der Kontakt-Trenngeschwindigkeit. Durch die
Anordnung der Druckfeder wird stets eine eindeutige Drehstellung der Antriebswelle und Position der
Betätigungseinrichtung sichergestellt und der Bedienperson angezeigt, ob die Trennung der Schalterkon
takte vollzogen ist oder nicht. Weiterhin bleibt ein einfacher Aufbau des Sprungantriebs erhalten.
Die Druckfeder ist vorzugsweise am Übertragungsglied angeordnet und für einen Eingriff mit dem Ver
bindungsgestänge an einer zu diesem ausgerichteten Federführungsstange gehaltert. Dabei kann das
Verbindungsgestänge antriebswellenseitig über einen Gelenkbolzen an einem drehbar an der Antriebs
welle gelagerten Antriebshebel angelenkt sein. Dieser Antriebshebel dient dann als Widerlager für die
Druckfeder.
Die Betätigungsscheibe weist in vorteilhafter und bekannter Weise eine kreisringförmige Ausnehmung
zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken für einen die Antriebsfeder mit dem
Übertragungsglied verbindenden Gelenkbolzen auf.
Auch das Übertragungsglied weist eine solche Ausnehmung für den das Verbindungsgestänge mit dem
Antriebshebel gelenkig verbindenden Gelenkbolzen auf. Dadurch kann auf einfache Weise eine An
triebsbewegung des Übertragungsgliedes, verursacht durch freigesetzte Federenergie, auf das Verbin
dungsgestänge erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörigen Figuren zeigen
teilweise schematisch:
Fig. 1 einen Sprungantrieb in der Einschaltstellung und
Fig. 2 den Sprungantrieb in einer Auslösestellung für die Ausschaltung.
Der in Fig. 1 dargestellte Sprungantrieb für ein Schaltgerät weist eine Antriebswelle 1 und eine drehfest
mit dieser verbundene Betätigungsscheibe 2 mit einer kreisringförmigen Ausnehmung 3 mit zwei Mit
nahmeflanken 4 für einen Gelenkbolzen 5 auf, der an einer senkrecht zur Antriebswelle 1 an einer Fe
derführungsstange 6 angeordneten Antriebsfeder 7 und einem drehbeweglich an der Antriebswelle 1
gelagerten Übertragungsglied 8 angeordnet ist, das über ein Verbindungsgestänge 9 mit der nicht dar
gestellten Schalterwelle des Schaltgerätes in Wirkverbindung steht. Die Antriebsfeder 5 ist auf ihrer der
Antriebswelle 1 abgewandten Seite an einem Widerlager 10 abgestützt, das eine Ausnehmung 11 für die
Federführungsstange 6 aufweist. Das als Doppelhebel ausgebildete Übertragungsglied 8 ist ebenfalls mit
einer kreisringförmigen Ausnehmung 12 zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnahmeflan
ken 13 für einen Gelenkbolzen 14 versehen, über den das Verbindungsgestänge 9 an einem an der An
triebswelle 1 drehbar gelagerten Antriebshebel 15 angelenkt ist. Am Übertragungsglied 8 ist eine Halte
rung 16 für einen gleitbar angeordneten Federführungsstab 17 befestigt, an dem eine Druckfeder 18
angeordnet ist. Die Halterung 16 ist dabei so ausgebildet, daß der Federführungsstab 17 tangential zur
Ausnehmung 12 angeordnet und mit dem Antriebshebel 15 in Eingriff bringbar ist.
Bei einer Drehung der Betätigungsscheibe 2 und damit der Antriebswelle 1 im Gegenuhrzeigersinn in die
Ausschaltrichtung wird der an der Mitnahmeflanke 4 anliegende Gelenkbolzen 5 mitgenommen. Dabei
werden die Antriebsfeder 7 unter Lageveränderung gespannt, wobei die Federführungsstange 6 durch
die Ausnehmung 11 geschoben wird, und das Übertragungsglied mit gedreht. Bei Überschreitung der
Totpunktstellung T entspannt sich die Antriebsfeder 7 sprungartig, wobei das Übertragungsglied 8 mitge
rissen wird und mit einer Mitnahmeflanke 13 auf den Gelenkbolzen 14 stößt und über diesen und das
angelenkte Verbindungsgestänge 9 die Trennung der Schalterkontakte und damit die Ausschaltung be
wirkt.
Ist bei diesem Schaltvorgang die zum Trennen der Schalterkontakte erforderliche Losbrech- oder Trenn
kraft jedoch größer als die, die von der Schaltfeder beim Freisetzen der Schaltenergie aufgebracht wer
den kann, gelangt das Übertragungsglied 8 mit der Druckfeder 18 an den Antriebshebel 15 und wird
komprimiert und drückt in Folge das Übertragungsglied 8 mit der Antriebsfeder 7 zurück. In diesem Fall
betätigt die Bedienperson noch einmal die Antriebswelle 1, so, daß die Druckfeder 18 vollständig kom
primiert und "auf Block" an den Antriebshebel 15 gedrückt und der Ausschaltvorgang mit Unterstützung
der Bedienperson ausgelöst wird, wobei sich bei Überwindung der erforderlichen Losbrechkraft die An
triebsfeder 7 und die Druckfeder 18 entspannen und für eine hohe Schaltgeschwindigkeit sorgen. In Fig.
2 ist die Stellung des Sprungantriebs gezeigt, in der die Druckfeder 18 "auf Block" am Antriebshebel 15
anliegt.
1
Antriebswelle
2
Betätigungsscheibe
3
Ausnehmung
4
Mitnahmeflanke
5
Gelenkbolzen
6
Federführungsstange
7
Antriebsstange
8
Übertragungsglied
9
Verbindungsgestänge
10
Widerlager
11
Ausnehmung
12
Ausnehmung
13
Mitnahmeflanke
14
Gelenkbolzen
15
Antriebshebel
16
Halterung
17
Federführungsstab
18
Druckfeder
Claims (5)
1. Sprungantrieb für elektrische Schaltgeräte mit einer Antriebswelle (1) und einer drehfest mit dieser
verbundenen Betätigungsscheibe für eine im wesentlichen quer zur Antriebswelle (1) angeordnete
Antriebsfeder (7), einem drehbeweglich an der Antriebswelle (1) gelagerten und an der Antriebsfeder
(7) angelenkten Übertragungsglied (8), das über ein Verbindungsgestänge (9) mit der Schalterwelle
des Schaltgerätes in Wirkverbindung steht, wobei die Federenergie der Antriebsfeder (7) bei einer
Betätigung der Antriebswelle (1) über eine Totpunktstellung (T) hinaus sprungartig freisetzbar ist und
vermittels des Übertragungsgliedes (8) und des Verbindungsgestänges (9) auf die Schalterwelle (1)
wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Übertragungsglied (8) und dem Verbindungs
gestänge (9) eine an einem dieser beiden Sprungantriebsteile angeordnete und nach Überschreitung
der Totpunktstellung (T) mit dem jeweils anderen Sprungantriebsteil in Wirkverbindung tretende
Druckfeder (18) angeordnet ist.
2. Sprungantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (18) an einem am
Übertragungsglied (8) angeordneten Federführungsstab (17) gehaltert ist.
3. Sprungantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (1) ein
mit dem Verbindungsgestänge (9) vermittels eines Gelenkbolzens (5) gelenkig verbundener An
triebshebel (15) drehbar gelagert ist, mit dem die Druckfeder (18) in Eingriff bringbar ist.
4. Sprungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsscheibe (2) eine
kreisringförmige Ausnehmung (3) zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnahmeflanken
(4) für einen Gelenkbolzen (5) aufweist, der die Antriebsfeder (7) an das Übertragungsglied (8) kop
pelt.
5. Sprungantrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (8)
eine kreisringförmige Ausnehmung (12) zur Ausbildung einer Bewegungsbahn und von Mitnah
meflanken (13) für einen Gelenkbolzen (14) aufweist, über den das Verbindungsgestänge (9) mit
dem Übertragungsglied (8) in Wirkverbindung steht.
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