DE2049736A1

DE2049736A1 - Aus einer Vielzahl von Schaltfedern bestehende elektrische Verteilanlage

Info

Publication number: DE2049736A1
Application number: DE19702049736
Authority: DE
Inventors: Fritz 5141 Harbeck Horchern Helmut 4050 Mönchengladbach P Hollmann
Original assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ
Current assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ
Priority date: 1970-10-09
Filing date: 1970-10-09
Publication date: 1972-06-08
Also published as: DE2049736C3; NL164994C; DE2049736B2; NL7105553A; NL164994B; BE766133A; GB1330392A; CH521032A

Description

Dipl.-ing. H. Sauerland ■ Dr.-lng. R. König

¹^ ^ö Dipl.-Ing. Bergen ^{a a}

Patentanwälte · 4Odo Düsseldorf ■ Cecilienallee 76 -Telefon 43Ξ7 3Ξ

2Ö49736

Unsere Akte: 26 163 8. Oktober 1970

Fritz Driesoher Spezialfabrik für Elektrizitätswerksbedarf,

5144 Wegberg, Industriestraße

"Aus einer Vielzahl von Sohaltfeldern bestehende elektrische Verteileranlage"

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einer Vielzahl von Schaltfeldern bestehenden elektrischen Verteileranlage, von denen jedes Feld mindestens einen Schalter enthält, der mittels einer Handhabe über ein Sprungschaltwerk betätigbar ist. Solche Verteileranlagen dienen im allgemeinen dazu, von einem System von Sammelschienen Über die genannten Schalter Kabel abzuzweigen, die zu irgendwelchen Verbrauchern führen.

Handelt es sich um Drehstromanlagen, wie sie hier ganz überwiegend in Betracht kommen, dann soll unter einem Schalter im vorstehenden Sinne ein aus drei miteinander mechanisch verbundenen, gleichzeitig schaltenden einpoligen Schaltern bestehende Anordnung verstanden werden. Dieser Fall soll auch für die weitere Erläuterung der Erfindung angenommen werden. Doch ist die Erfindung auch dann anwendbar, wenn es sich um einphasige Anlagen handelt, wie sie beispielsweise für den Bahnbetrieb in Betracht kommen.

Das Schalten muß mit großer Geschwindigkeit, also sprungweise erfolgen. Daher pflegt man jedem Sohalter ein sogenanntes Sprungsohaltwerk zuzuordnen, das unter der Wirkung

209824/0159

einer vorgespannten Feder die Kontakte momentan aus der geschlossenen in die offene Stellung oder umgekehrt überführt. Die dazu nötigen Federn müssen sehr kräftig gestaltet werden, weil sie die beträchtliche Kontaktreibung überwinden und zugleich eine große Beschleunigung hervorrufen sollen. Daraus ergeben sich Sprungschaltwerke von beträchtliohen Abmessungen» Besteht der in einem Schaltfeld untergebrachte Schalter beispielsweise aus drei Einzelschaltern und einem Sprungschaltwerk, die sämtlich nebst der Handhabe gleichachsig angeordnet sind, so nehmen das Sprungschaltwerk und die Handhabe in Längsrichtung .nahezu ebenso viel Raum in Anspruch wie die drei Einzelsohalter. Dies ist mit Rücksicht auf die in den Verteileranlagen meist gedrängten Raumverhältnisse unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen einer Verteileranlage der eingangs bezeichneten Art und deren Kosten wesentlich zu vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gesamtheit der Schaltfelder ein einziges, die Handhabe tragendes, einen selbständigen, von Hand aufladbaren Kraftspeicher bildenden Sprungschaltwerk zugeordnet wird, das mit dem Schalter jedes Schaltfeldes wahlweise kuppelbar ist. Erfindungsgemäß bildet somit das Sprungschaltwerk ein von den Schaltern gesondertes, an irgend einem Ort aufbewahrbares Schaltzubehör, das zu den Abmessungen der Verteileranlage nicht mehr beiträgt. In dem oben erwähnten Fall wird die eine Dimension der Verteileranlage dadurch nahezu auf die Hälfte herabgesetzt. Dazu gesellt sich der Vorteil, daß das Sprungsohaltwerk in die Obhut eines einzigen, verantwortlichen Mannes gegeben werden kann, Fehlschaltungen also nicht mehr von unerfahrenen Bedienungsmännern ausgeführt werden können.

Dient zur Betätigung des Schalters eine Welle, die bei gleichachsiger Anordnung (deutsche Patentschrift 1 293 279)

209824/0169

allen Einzelschaltern gemeinsam sein kann, dann besteht in der bevorzugten Ausführung der Erfindung das Sprung— schaltwerk aus einem Hebel, der auf einem mit der Welle des jeweils zu betätigenden Schalters kuppelbaren Mitnehmer drehbar ist und ein federbelastetes Kipphebelgetriebe enthält, dessen Feder vor Überschreiten seines Totpunktes den Mitnehmer durch Anschlag in einer Endstellung hält und bei Überschreiten des Totpunktes den Mitnehmer nebst der an diesen angekuppelten Schalterwelle durch weiteren Anschlag in seine andere Endstellung übergehen läßt. Der Hebel bildet in diesem Falle die Handhabe und wird zum Schalten von Hand um einen bestimmten Winkel gedreht.

Ist das Sprungschaltwerk in der vorstehend angegebenen Weise ausgebildet, dann kann in weiterhin bevorzugter Ausführung der Erfindung der Hebel zu einer rechtwinklig zu seiner Drehachse liegenden Mittelebene symmetrisoh aufgebaut und wahlweise mit der einen oder anderen Seite seines Lagers mit der Schalterwelle kuppelbar gemacht werden, je nachdem, ob der Schalter geöffnet oder geschlossen werden soll.

Es könnte geschehen, daß jemand, dem das ankuppelbare Sprungschaltwerk nicht zur Verfügung steht, aus irgendwelchen Gründen dennoch einen Schalter betätigen will, indem er an die von außen zugängliche Schalterwelle irgend ein Behelfswerkzeug ansetzt. Um die Verteileranlage für diesen, allerdings kaum je auftretenden Fall zu sichern, sieht die bevorzugte Ausführung der Erfindung einen jeder Schalterwelle zugeordneten, ihre Drehung sperrenden Riegel vor, der erst durch Ankuppeln des Sprungschaltwerks freigegeben wird.

Die Erfindung ist aber auch in den Fällen anwendbar, wo der Schalter nicht direkt durch eine von außen zugängliche Welle betätigbar ist, sondern durch ein von außen zugängli-

20982A/0169

ches Hebelgestänge„ In diesem Falle besteht das Sprungschaltwerk zweckmäßig aus einem in einem Gehäuse verschiebbaren, unter Federkraft stehenden, verriegelbaren Stößel, der bei gespannter Feder an das Hebelgestänge ansetzbar ist und vorschnellt, wenn die Verriegelung durch Betätigen der Handhabe ausgelöst wird«,

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer einfachen Verteileranlage mit vier Schaltfeldern in Stirnansicht,

Fig» 2 die gleiche Anlage von der Seite in ebenfalls schematischer Darstellung,

Fig, 3 das der Anlage nach Fig. 1 und 2 zugeordnete Sprungschaltwerk,

Figo 4 einen der zwölf einpoligen Schalter der Anlage nach Fig. 1 bis 3 bei abgenommenem Gehäuseoberteil,

Fjg_Q j? den Schalter nach Fig. 4 teils im Querschnitt, teils in Ansicht von der Seite,

Fig. 6 das Sprungschaltwerk nach Fig_e 3 im Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 7,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig_a 8 eine zweite Ausf ührungsform einer einfachen Verteileranlage mit vier Schmal-Schaltfeldern in schematisch gehaltener Stirnansicht,

Fig₀ _| 9 eine Ansicht der Verteileranlage nach Fig. 8, gesehen in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8 bei abgenommener Seitenwand,

Fig a10 eine schematische Darstellung des der Verteileran—

2098M/O15 9

lage nach Fig. 8 und 9 zugeordneten Sprungschaltwerks ,

Fifi. _i 1I ₁ das Sprungschaltwerk nach Fig₀ 10 im Längsschnitt und in vergrößertem Maßstäbe und

Fig. 12 einen Schnitt nach Linie XII-XII in Fig₀ 11.

Die Verteileranlage nach Fig_o 1 und 2 besteht aus vier Schaltfeldern 1, von denen jedes einen dreipoligen und somit aus drei Einzelschaltern 2 bestehenden Schalter 3 enthält. Die Anlage dient dazu, Drehstromenergie von einer durchlaufenden dreipoligen Sammelschiene 4 an vier Verbraucher abzugeben«, Jeder Einzelschalter 2 ist demgemäß durch eine Leitung an je eine Sammelschiene 4 angeschlossen„ Mittels eines weiteren Anschlusses 6 kann jeder Einzelschalter mit einem nicht gezeichneten Kabel verbunden werden, welches zu einem Verbraucher führt„

Die Einzelschalter 2 jedes Feldes 1 sind gleichachsig angeordnet und haben eine gemeinsame Welle 7> die von der Stirnwand 8 des Gehäuses der Anlage zugänglich ist. Für die gesamte Anlage ist ein einziges, in Fig. 2 und 3 schematisch dargestelltes Sprungschaltwerk 9 mit einer Handhabe 10 vorgesehen. Das Sprungschaltwerk 9 kann wahlweise von außen auf jede der vier Wellen 7 aufgesteckt und mit diesen gekuppelt werden, wie weiter unten näher beschrieben werden wird. Nach dem Aufsetzen wird das Sprungschaltwerk, das die Form eines Hebels hat, im einen oder anderen Sinne um den in Fig. 3 angedeuteten Winkel geschwenkt, je nachdem, ob der Schalter 3, mit dessen Welle 7 das Sprungschaltwerk durch Aufsetzen gekuppelt worden ist, geöffnet oder geschlossen werden soll,

Fig. 4 und 5 sollen eine Vorstellung vom Aufbau eines der Einzelschalter 2 liefern. Die drei solchen Schaltern ge-

209874/0159

meinsame Welle 7 erstreckt sich durch eine Büchse 11 mit achtkantiger Bohrung, die ein Z-förmiges Schaltglied 12 trägt. Bei geschlossenem Schalter greifen die Enden der Schenkel 13 in feststehende, federnd gestaltete Kontakte 14, die mit nach außen geführten Leitern 15 verbunden sind, an deren freien Enden sich die Anschlüsse 6 (Fig_e 1 und 2) befinden,, Die Schenkel 13 erstrecken sich dabei durch Löschkammern 16 mit federnd gelagerten Topfscheiben 16a aus Isolierstoff, der bei Erhitzung Gas abgibt, das zur Löschung des beim Ausschalten auftretenden Lichtbogens dient. Schalter ähnlicher Bauart sind beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 293 279 beschrieben.

Der Aufbau des Sprungschaltwerks 9 nach Fig_o 3 geht mit größerer Deutlichkeit aus Fig„ 6 und 7 hervor. Es ist zu der in Fig_e 6 mit VII—VII gezeichneten Ebene symmetrisch gestaltet und besteht aus einem den als Handhabe dienenden Griff 10 tragenden Gehäuse 17» das einen Hebel darstellt, dessen Drehachse nach dem Aufsetzen mit der Achse der Welle 7 des jeweilig zu betätigenden Schalters zusammenfällt. Die Welle 7 ist mit einer Büchse 18 fest verbunden, die einen Flansch 19 trägt, der in der Stirnwand 8 des Gehäuses der Verteileranlage gelagert ist, und zwar in einer kreisrunden Öffnung 20, die von außen zugänglich ist. Im Gehäuse 17 sind zwei zylindrische Zapfen 21 gelagert, die die Achsen des als Hebel wirkenden Gehäuses 17 bilden« Soll das Sprungschaltwerk mit einer der vier Wellen 7 gekuppelt werden, so wird der eine Zapfen 21 in die Büchse 18 geschoben, während der andere als Mittel zur Halterung von Hand beim Einsetzen dient. Dabei greifen außerdem zwei in Fig. 6 verdeckte, gestrichelt gezeichnete Stifte 22a, mit denen jede von zwei Platten 22 bestückt ist, in entsprechende Löcher der Stirnwand 8 des Gehäuses der Anlage und sind damit festgelegt. Außerdem schiebt sich ein Mitnehmerstift 23, der auf dem Flansch 19 befestigt ist, in eine Bohrung 24 einer von zwei im Gehäuse 17 frei drehbaren,

209824/0159

auf den Platten 22 gelagerten Scheiben 25, die durch einen Bolzen 26 starr miteinander verbunden sind₀ Diese Scheiben bilden den Mitnehmer im eingangs angegebenen Sinne und stellen das Lager des als Hebel wirkenden Gehäuses 17 mit Handhabe 10 dar.

Um einen Zapfen 27 ist ein Arm 28 schwenkbar, der von einer Schraubenfeder 29 umgeben ist, welche sich einerseits an einem festen Widerlager 30 und andererseits an einem auf dem Arm 28 verschiebbaren Federteller 31 abstützte Der Arm 28 hat einen Längsschlitz 32, innerhalb dessen sich ein Zapfen 33 relativ zum Arm 28 verschieben kann. Der Zapfen 33 ist mit den Scheiben 25 verbunden,, Die Scheiben 25 sind mit konkaven Anschlägen 34 versehen, die mit den als Gegenanschläge wirkenden Stiften 22 zusammenwirken.

In der Stellung nach Fig. 7 sucht die Feder 29 die Scheiben 25 in Anlage an dem in Fig_e 7 rechts liegenden Stift 22a zu halten. Wird das Sprungschaltwerk, ausgehend aus der Stellung nach Fig. 7, im Uhrzeigersinne gedreht, so wird die Feder 29 zusammengedrückt, der Anschlag am rechten Stift 22a also aufrechterhalten. Dieser Zustand dauert an, bis das Getriebe seinen Totpunkt überschreitet. Die Feder 29 wirkt dann über den Teller 31 und den Zapfen 33 nicht mehr rechtsdrehend auf die Scheiben 25« Das von ihr erzeugte Drehmoment kehrt vielmehr sein Vorzeichen um, um nunmehr auf die Scheiben 25 linksdrehend zu wirken, und zwar mit großer Kraft, so daß die Scheiben 25 mit beträchtlicher Beschleunigung entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht werden, so daß der eine Anschlag 34 auf den linken Stift 22a trifft. Diese Bewegung wird durch den Mitnehmerstift 23 auf den Flansch 19 und somit auf die Welle 7 übertragen, so daß die erstrebte Umschaltung sprungweise vollzogen wird.

Soll im umgekehrten Sinne geschaltet werden, so wird das

209824/0159

Sprungschaltwerk abgezogen, um 180° geschwenkt und mit seiner entgegengesetzten Seite mit der Welle gekuppelt, also dergestalt, daß der in Fig. 6 rechts liegende Zapfen 21 nunmehr links liegt und in die Büchse 18 gesteckt wird. Die Schaltbewegung vollzieht sich dann in der beschriebenen Weise, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen aller Bewegungen«

Um zu verhindern, daß jemand unbefugterweise mit einem Behelfswerkzeug ohne Benutzung des Sprungschaltwerks die Schalterwelle 7 dreht, ist innerhalb des Gehäuses der Anlage eine Klinke 35 schwenkbar gelagert, die durch Eingriff in eine Ausnehmung des Flansches 19 die Welle 7 gegen Drehung sperrt. Diese Klinke wird durch einen der Stifte 22a beim Aufsetzen des Sprungschaltwerks ausgerückt, um die Welle 7 zu entriegeln.

Die Verteileranlage nach Fig„ 8 und 9 besteht wiederum aus vier Feldern 1 mit je einem Dreiphasen-Schalter, also je drei Einzelschaltern, von denen zwei Sehalter 36 ähnlich wie in Fig. 1 und 2 gleichachsig angeordnet sind und eine gemeinsame Welle 37 haben, während der dritte Schalter 38 versetzt gegen die Schalter 36 angeordnet ist. Dadurch wird die Breite der Verteileranlage verringert, ihre Höhe jedoch vergrößert. Dies kann je nach den gegebenen baulichen Verhältnissen wünschenswert sein.

Um die drei Schalter jedes Feldes 1 gleichzeitig schalten zu können, ist die Welle 37 der Schalter 36 mit der Welle 39 des Schalters 38 durch Arme 40 und eine diese verbindende Kuppelstange 41 mechanisch verbunden. Auf der Welle 37 ist außerdem ein zweiarmiger Hebel 42 befestigt, an dessen Enden gelenkig Schubstangen 43 angeschlossen sind, die in feststehenden Hülsen 44 verschiebbar geführt sind. An den in Fig. 9 durch die Hülsen 44 verdeckten und daher nicht sichtbaren Stirnenden der Sohubstangen 43 greift ebenso wie

209824/0159

beim Ausfuhrungsbeispiel nach Fig· 1 bis 3 ein getrenntes Sprungschaltwerk 45 (Fig_e 10) an, das mit einem Stößel arbeitet, der durch Löcher 47 oder 48 in der Stirnplatte jedes Feldes auf die jeweilige Schubstange 43 einwirkt, je naohdem, ob der Dreiphasenschalter geöffnet oder geschlossen werden soll.

Der Aufbau des Sprungschaltwerks 45 nach Fig_e 10 geht im einzelnen aus Fig«, 11 und 12 hervor. Das Schaltwerk besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 49, in welchem der Stößel 46 koaxial geführt ist. Zwischen einem Federteller 50, der mit dem Stößel 46 fest verbunden ist, und einem feststehenden Widerlager 51 ist eine Schraubenfeder 52 angeordnet, die den Stößel 46 nach außen zu treiben sucht, hieran jedoch durch eine Kugel 53 gehindert wird. In dem hohlen Stößel 46 ist eine Schubstange 54 gegen eine Schraubenfeder 55 verschiebbar gelagert. Sie trägt an ihrem in Fig» 11 unteren Ende einen Druckknopf 56 und ist außerdem mit einer Ringnut 57 versehen. Ferner hat die Sohubstange 54 einen Kopf 58, mittels dessen sie in der Stellung nach Fig. 11 unter der Wirkung der Feder 55 gehalten wird. In dieser Lage ist daher der Stößel 46 gegen axiale Bewegung durch die in einer Ringnut 59 des Stößels 46 liegende Kugel 53 gehindert.

Soll das Sprungschaltwerk nach Fig. 11 und 12 zur Betätigung eines der Schalter eingesetzt werden, so wird das Gehäuse 49 mit einem an seinem einen Ende ausgebildeten Flansch 60 zentrisch gegen das jeweils in Betracht kommende Loch 47 oder 48 des zu schaltenden Feldes 1 gesetzt. Zur Zentrierung ist der Flansch 60 mit Bajonettlöchern 61 versehen, in die an der Stirnwand des betreffenden Feldes 1 vorgesehene, nicht dargestellte, mit Bunden versehene Stifte greifen, so daß naoh einer kurzen Drehung des Gehäuses 49 eine sichere und zentrische Verbindung und Abstüt·» zung hergestellt ist«, Dabei befindet sich der Stößel 46

209824/0159

in der Stellung nach Fig, 10 und 11„ Das Schalten geschieht lediglich durch Drücken des Knopfes 56, durch den die Nut 57 in den Bereich der Kugel 53 gelangt, so daß diese nach innen zurückweichen kann und die Schraubenfeder 52 in der Lage ist, den Stößel 46 axial nach außen schnellen zu lassen. Diese Bewegung wird auf die jeweils betroffene Schubstange 43 übertragen und bewirkt damit, je nachdem, wo das Sprungschaltwerk angesetzt worden ist, die Einschaltung oder Ausschaltung der drei Einzelschalter des gewählten Feldes 1.

Hat das Sprungschaltwerk nach Fig. 11 und 12 seine Arbeit getan, so wird es nach einer leichten Drehung von der Stirnwand des geschalteten Feldes abgehoben und einfach daduroh wieder in Bereitschaftsstellung gebracht, daß der nunmehr in der in Fig_e 11 gestrichelt gezeichneten Lage befindliche Stößel 46 gegen eine feste Unterlage, etwa den Fußboden, gesetzt und das Gehäuse 49 niedergedrückt wird, bis die Kugel 53 wieder in die Nut 59 einfällt und den Stößel 46 in der Stellung nach Fig. 11 verriegelt.

Die Erfindung soll nicht auf die vorstehend beschriebenen speziellen Konstruktionen der Sprungschaltwerke nach Fig. 6 und 7 bzw. 11 und 12 beschränkt werden, obwohl diese Sprungschaltwerke der bevorzugten Ausführung der Erfindung entsprechen. Worauf es in erster Linie ankommt, ist die Tatsache, daß der Gesamtheit der Schaltfelder einer Verteileranlage ein einziges, eine Handhabe tragendes Sprungschaltwerk zugeordnet ist, das mit dem Schalter jedes Schaltfeldes wahlweise kuppelbar ist.

209824/0159

Claims

Fritz Driescher Spezialfabrik für Elektrizitätswerksbedarf,

5144 Wegberg, Industriestraße

.Patentansprüche:

1» Aus einer Vielzahl von Schaltfeldern bestehende elektrische Verteileranlage, von denen jedes Feld einen Schalter enthält, der mittels einer Handhabe über ein Sprungschaltwerk betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Gesamtheit der Schaltfelder (1) ein einziges, die Handhabe (10, 56) tragendes, einen selbständigen, von Hand aufladbaren Kraftspeicher bildendes Sprungschaltwerk (9, 45) zugeordnet ist, das mit dem Schalter (3) jedes Schaltfeldes (1) wahlweise kuppelbar ist*

2, Verteileranlage nach Anspruch 1 mit durch von außen zugänglichen Wellen betätigbaren Schaltern, dadurch gekennzeichnet , daß das Sprungsohaltwerk (9) aus einem Hebel (10, 17) besteht, der auf einem mit der Welle (7) des jeweils zu betätigenden Schalters kuppelbaren Mitnehmer (25) drehbar ist und ein federbelastetes Kipphebelgetriebe (28, 29, 33) enthält, dessen Feder (29) vor Überschreiten seines Totpunktes den Mitnehmer (25) durch Anschlag in einer Endstellung hält und bei Überschreiten des Totpunktes den Mitnehmer nebst der an diesen angekuppelten Schalterwelle (7) durch weiteren Anschlag in seine andere Endstellung übergehen läßt.

3· Verteileranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Hebel (10, 17) zu einer rechtwinklig zu seiner Drehachse (X-X) liegenden Mittelebene symmetrisch aufgebaut und wahlweise mit seiner einen oder anderen Seite mit der Schalterwelle (7) kuppelbar ist.

20932W0159

4. Verteileranlage nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen jeder Schalterwelle (7) zugeordneten, deren Drehung sperrenden Riegel (Klinke 35)» der durch Ankuppeln des Sprungschaltwerkes (9) auslösbar ist.

5. Verteileranlage nach Anspruch 1 mit durch von außen zugänglichen Hebelgestängen betätigbaren Schaltern, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprungschaltwerk (45) aus einem in einem Gehäuse (49) verschiebbaren, unter der Kraft einer Feder (52) stehenden, verriegelbaren Stößel (46) besteht, der bei gespannter Feder (52) an das Hebelgestänge (40, 41, 42, 43) ansetzbar ist und vorschnellt, wenn die Verriegelung (Kugel 53) durch Betätigen der Handhabe (54) auslösbar ist.

209824/0159