DE19959794B4

DE19959794B4 - Kontaktantrieb für Vakuumschalter

Info

Publication number: DE19959794B4
Application number: DE1999159794
Authority: DE
Inventors: Andreas Stelzer; Thomas Erk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: DE19959794A1

Abstract

Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, mit koaxial zueinander angeordneten Kontakten, von denen wenigstens einer beweglich und mittels eines Kontaktbolzens mit einer Stoßdämpfereinrichtung zusammen wirkt, die über ein Antriebsgestänge unter dem Steuereinfluß eines Schalterantriebes steht, wobei
1.1 der Kontaktantrieb durch ein Kontaktantriebssystem (KAS) realisiert ist, das mit einer kontakthubabhängig ansteuerbaren Stoßdämpfereinrichtung (SDE) ausgestattet ist,
1.2 die Stoßdämpfereinrichtung (SDE) versetzt zum Verlauf einer Symmetrieachse des Vakuumschalters angeordnet und über einen Lenkerdrehhebel (LDH) wirksam ansteuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
1.3 der Lenkerdrehhebel (LDH) sowie ein mit dem Kontaktbolzen (KTB) über eine Einstellkopplung (ESK) verbundener Schwenkhebel (SHL) und ein den Kontakthub begrenzender Drehhebel (DHL) mit einer drehauslenkbaren Antriebswelle (ATW) fest verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, mit koaxial zueinander angeordneten Kontakten, von denen wenigstens einer beweglich und mittels eines Kontaktbolzens mit einer Stoßdämpfereinrichtung zusammen wirkt, die über ein Antriebsgestänge unter dem Steuereinfluß eines Schalterantriebes steht, wobei

1.1 der Kontaktantrieb durch ein Kontaktantriebssystem realisiert ist, das mit einer kontakthubabhängig ansteuerbaren Stoßdämpfereinrichtung ausgestattet ist,
1.2 die Stoßdämpfereinrichtung versetzt zum Verlauf einer Symmetrieachse des Vakuumschalters angeordnet und über einen Lenkerdrehhebel wirksam ansteuerbar ist.

Ein derartiger Kontaktantrieb der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 3 038 980 bekannt.
Ein weiterer Kontaktantrieb ist aus der DE 42 01 956 A1 bekannt. Die Stoßdämpfereinrichtung ist durch eine elastische Kupplung realisiert, die zwischen dem beweglichen Kontakt des Vakuumschalters und dem bei geöffneten Kontakt am Dämpferanschlag anliegenden Kontaktbolzen angeordnet ist. Als Dämpfermasse ist eine Flüssigkeit vorgesehen, die sich bei der Stoßbelastung innerhalb einer elastischen Umhüllung zunächst in ihrem Volumen vermindert und anschließend den Ausgangszustand durch Rückdeformation erreicht. Da die Stoßdämpfereinrichtung ein in sich abgeschlossenes System darstellt, ist sie für sehr große Schalthäufigkeiten mit stets konstantem Schaltverhalten weniger geeignet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Kontaktantrieb für Vakuumschalter bzw. Vakuumschütze anzugeben, bei der die Stoßdämpfereinrichtung weitestgehend unabhängig von der Schalthäufigkeit der Schaltkontakte über lange Zeit einerseits ein konstantes Schaltverhalten gewährleistet und andererseits auch bei sehr großer Schalthäufigkeit eine lange Lebensdauer der Vakuumschalter und Vakuumschütze garantieren. Erfindungsgemäß wird dies durch das Merkmal

1.3 der Lenkerdrehhebel sowie ein mit dem Kontaktbolzen über eine Einstellkopplung verbundener Schwenkhebel und ein den Kontakthub begrenzender Drehhebel sind mit einer drehauslenkbaren Antriebswelle fest verbunden,

Mit dem Einsatz einer kontakthubabhängig ansteuerbaren Stoßdämpfereinrichtung ist ein von der Schalthäufigkeit der Kontakte weitgehendst unabhängiger Kontaktantrieb vorgeschlagen, der im Gegensatz zu der bekannten Stoßdämpfereinrichtung in seinem Wirksamwerden gezielt ansteuerbar ist. Dies wird einerseits durch die Anordnung der Stoßdämpfereinrichtung außerhalb der Achsrichtung der Kontakte und andererseits durch die variable Anordnung des Lenkerdrehhebels ermöglicht. Darüber hinaus können mittels der Einstellkopplung Hublängen des Kontaktbolzens verändert werden. Eine Korrekturmaßnahme, die bei geforderten sehr großen Schalthäufigkeiten ohne Auswechseln der Vakuumschalter und Vakuumschütze vorgenommen werden kann.
Das Wirksamwerden der Stoßdämpfereinrichtung wird also durch die geometrische Anordnung des Lenkerdrehhebels bestimmt und kann dementsprechend in der Weise vorgesehen sein, daß die Stoßdämpfereinrichtung beim Öffnen der Kontakte erst nach Erreichen einer ausreichenden Isolierung der Schaltstrecke in Funktion tritt. Für den Ablauf der Schaltfolge bedeutet dies praktisch, daß die Kontakte zu Beginn der Ausschaltbewegung durch die Stoßdämpfereinrichtung unbelastet sind und sich mit der für die Ausschaltleistung benötigten Geschwindigkeit bewegen können. Erst nach Erreichen der ausreichend isolierten Schaltstrecke, also eines bestimmten Kontakthubes, wird mit der erst dann wirksam werdenden Stoßdämpfereinrichtung die Bewegungsenergie auf eine für alle betroffenen Bauteile – Vakuumschalter, Vakuumschütz und Kontaktantrieb – verträgliche Belastung reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

2.1 das Kontaktantriebssystem ist in einem Profilträgerkasten angeordnet, das mit einem Profiltrageteil versehen ist,
2.2 das Profiltrageteil ist mit der Stoßdämpfereinrichtung und mit einem die Auslenkung des Drehhebels begrenzenden Drehhebelanschlag fest verbunden,

Mit der Anordnung der Stoßdämpfereinrichtung im Profilträgerkasten ist die Dämpfung im Kontaktantriebssystem integriert und damit leicht zugänglich. Dies gilt auch für den Drehhebelanschlag im Zusammenhang mit dem Drehhebel, die ebenfalls im Profilträgerkasten angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

3.1 das Profiltrageteil ist mit einem Magnetantrieb zur Lagefixierung des Drehhebels im Durchschaltezustand der Kontakte verbunden,
3.2 der Magnetantrieb ist durch ein Doppelspulenkammersystem realisiert,
3.3 der Drehhebel steht derart unter dem Steuereinfluß einer Druckfeder, daß beim unwirksamen Magnetantrieb der Drehhebel gegen den Drehhebelanschlag ausgelenkt ist,

Mit dem Magnetantrieb als Doppelspulenkammersystem lassen sich die Anzugs- und Haltebedingungen des Kontaktantriebs separat ansteuern, so daß damit eine Optimierung der Verlustleistung insgesamt erreicht ist. Mit dem vorgesehenen Drehhebelanschlag ist sichergestelllt, daß der Drehhebel in seinem Schwenkbereich definiert festgelegt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

4.1 der Drehhebelanschlag ist durch einen druckelastischen Kunststoff realisiert,
4.2 der Drehhebelanschlag weist ein Luftwiderstand erzeugendes Anschlagprofil auf,

Mit dem Drehhebelanschlag aus druckelastischem Kunststoff und dem Luftwiderstand erzeugenden Anschlagprofil ist eine zusätzliche Dämpfung der sich öffnenden Kontakte erreicht, mit der die erfinderische Lösung der Aufgabe zur Verlängerung der Lebensdauer der Vakuumschalter und Vakuumschütze erheblich beiträgt.
Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, in dem lediglich die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Gegenstände teilweise auszugsweise dargestellt sind.
Das erfindungsgemäße Kontaktantriebssystem KAS ist in dem Profilträgerkasten PTK angeordnet, das zur Aufnahme der Stoßdämpfereinrichtung SDE und dem Magnetantrieb MAT mit dem Profiltrageteil PTT ausgestattet ist. Auf dem Profilträgerkasten PTK sind außerdem die nicht dargestellten Vakuumschalter bzw. Vakuumschütze angeordnet, deren Kontaktbolzen KTB über eine Einstellkopplung ESK mit dem mit der Antriebswelle ATW des Kontaktantriebs fest verbundenen Schwenkhebel SHL in Verbindung stehen. Mit der Antriebswelle ATW sind außerdem der Len kerdrehhebel LDH und der Drehhhebel DHL fest verbunden. Der Drehhebel DHL dient als Anker für den Magnetantrieb MAT, der die Kontakte der Vakuumschalter bzw. Vakuumschütze im aktivierten Zustand des Magnetantriebs MAT im Durchschaltungszustand lagefixiert. Gleichzeitig wirkt eine Federkraft der Druckfeder DFR dieser durch den Magnetantrieb MAT erzeugten Ankeranzugskraft entgegen, die jedoch nur im nicht aktiven Zustand des Magnetantriebs MAT den Drehhebel DHL gegen den Drehhebelanschlag drehbewegt. Gleichzeitig damit wird auch die Antriebswelle ATW mit dem Schwenkhebel SHL und dem Lenkerdrehhebel LDH entsprechend ausgelenkt, so daß der Kontaktbolzen KTB in Pfeilrichtung nach unten bewegend die Kontakte der Vakuumschalter bzw. Vakuumschütze öffnet und außerdem das Anschlagblech ASB des Lenkerdrehhebels LDH nach einer zurückgelegten Wegstrecke auf den Stoßdämpferanschlag SDA der Stoßdämpfereinrichtung SDE aufschlägt. Mit dieser verzögert eintretenden Dämpfung wird die Bewegungsenergie der Kontakte – wie bereit eingangs erwähnt – erst nach Überschreiten der kritischen Wegstrecke auf ein für alle Teile des Kontaktantriebs und der Vakuumschalter bzw. Vakuumschütze erträgliches Maß reduziert. Damit ist auch für die mit hoher Schalthäufigkeit belasteten Vakuumschalter und Vakuumschütze eine lange Lebensdauer erreichbar.

Claims

Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, mit koaxial zueinander angeordneten Kontakten, von denen wenigstens einer beweglich und mittels eines Kontaktbolzens mit einer Stoßdämpfereinrichtung zusammen wirkt, die über ein Antriebsgestänge unter dem Steuereinfluß eines Schalterantriebes steht, wobei 1.1 der Kontaktantrieb durch ein Kontaktantriebssystem (KAS) realisiert ist, das mit einer kontakthubabhängig ansteuerbaren Stoßdämpfereinrichtung (SDE) ausgestattet ist, 1.2 die Stoßdämpfereinrichtung (SDE) versetzt zum Verlauf einer Symmetrieachse des Vakuumschalters angeordnet und über einen Lenkerdrehhebel (LDH) wirksam ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3 der Lenkerdrehhebel (LDH) sowie ein mit dem Kontaktbolzen (KTB) über eine Einstellkopplung (ESK) verbundener Schwenkhebel (SHL) und ein den Kontakthub begrenzender Drehhebel (DHL) mit einer drehauslenkbaren Antriebswelle (ATW) fest verbunden sind.
Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale 2.1 das Kontaktantriebssystem (KAS) ist in einem Profilträgerkasten (PTK) angeordnet, das mit einem Profiltrageteil (PTT) versehen ist, 2.2 das Profiltrageteil (PTT) ist mit der Stoßdämpfereinrichtung (SDE) und mit einem die Auslenkung des Drehhebels (DHL) begrenzenden Drehhebelanschlag (DHA) fest verbunden.
Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, nach Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch die Merkmale 3.1 das Profiltrageteil (PTT) ist mit einem Magnetantrieb (MAT) zur Lagefixierung des Drehhebels (DHL) im Durchschaltezustand der Kontakte verbunden, 3.2 der Magnetantrieb (MAT) ist durch ein Doppelspulenkammersystem realisiert, 3.3 der Drehhebel (DHL) steht derart unter dem Steuereinfluß einer Druckfeder (DFR), daß beim unwirksamen Magnetantrieb (MAT) der Drehhebel (DHL) gegen den Drehhebelanschlag (DHA) ausgelenkt ist.
Kontaktantrieb für Vakuumschalter, insbesondere für Vakuumschütze, nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch die Merkmale 4.1 der Drehhebelanschlag (DHA) ist durch einen druckelastischen Kunststoff realisiert, 4.2 der Drehhebelanschlag (DHA) weist ein Luftwiderstand erzeugendes Anschlagprofil auf.