DE2216272B2

DE2216272B2 - Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Trennschalter

Info

Publication number: DE2216272B2
Application number: DE2216272A
Authority: DE
Inventors: Heinz 4300 Essen Szygulla
Original assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1972-04-05
Publication date: 1980-01-17
Also published as: ZA732125B; NL7304644A; NL172605B; DE2216272C3; DE2216272A1; NL172605C

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Trennschalter, mit auf zumindest einen Schaltarm arbeitendem Antrieb, vorzugsweise aus Elektromotor und Getriebe, und Einrichtung zur Stellungsmeldung des Schaltarms in Einschalt- und Ausschaltstellung, wobei der Antrieb mit einem Antriebsritzel auf ein Betätigungszahnrad arbeitet, das Betätigungszahnrad drehfest auf einer Betätigungswelle sitzt und an die Betätigungswelle der Schaltarm (unmittelbar oder mittelbar) angeschlossen ist.

Bei (aus der Praxis) bekannten Hochspannungsschaltgeräten der eingangs beschriebenen Art erfolgt die Stellungsmeldung über Endschalter oder dergleichen. Das bereitet Schwierigkeiten, wenn verlangt wird, daß die Stellungsmeldung erst erfolgt, wenn der Schaltarm die Einschalt- bzw. Ausschaltstellung tatsächlich erreicht hat und z. B., hinsichtlich der Hinschaltstellung, sowohl den vollen Nennstrom als auch den vollen

Kurzschlußstrom führen kann und gegen Kurzschlußkräfte und andere äußere Kräfte, z. B. Wind, verriegelt ist. Die Möglichkeiten, diese Forderungen zu erfüllen, werden begrenzt durch die zusätzliche Forderung, daß die Einrichtung zur Steliungsmeldung kraftschlüssig und möglichst auch formschlüssig betätigt werden soll. Da die bei bekannten Hochspannungsschaltgeräten verwendeten Endschalter für die erforderlichen Schaltvorgänge, beispielsweise 220 Volt Gleichspannung, 5 Ampere nicht zu vernachlässigende Funktionswege haben, kann bei den bekannten Ausführungsformen nicht ausgeschlossen werden, daß eine Stellungsmeldung bereits erfolgt, bevor der Schaltarm die Einschalt- bzw. Ausschaitstellung erreicht hat.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein hochspannungsschaltgerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Stellungsmeldung mit Sicherheit erst dann erfolgt, wenn der Schaltarm die Einschalt- bzw. Ausschaltstellung erreicht hat.

Das erfindungsgemäße Hochspannungsschaltgerät, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungszahnrad lediglich als Zahnradsegment ausgeführt ist und von dem Antriebsritzel freikommt, wenn der Schaltarm seine Einschalt- bzw. Ausschaltstellung erreicht, und daß auf die Betätigungswelle ein Antriebszahnrad für die Einrichtung zur Stellungsmeldung und lose zusätzlich ein Vorlaufzahnrad aufgesetzt sind, die synchron angetrieben sind, wobei das Vorlaufzahnrad mit einem Mitnehmersegment über einen Mitnehmerstift des Betätigungszahniacijs bei einer Stellbewegung das Betätigungszahnrad mitnimmt und mit dem Antriebsritzel wieder in Eingriff bringt und wobei das Antriebsz.ahnrad für die Einrichtung zur Stellungsmeldung Schaltsiifte oder Schaltnocken aufweist, die erst bei Erreichen einer Stellung des Antriebszahnrades, die über die der Einschalt- bzw. Ausschaltstellung des Schaltarmes entsprechende Stellung des Betätigungszahnrades hinausgeht, die Stellungsmeldung auslösen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die angestrebte Sicherheit der Stellungsmeldung nur erreichbar ist, wenn die Stellungsmeldung abgeleitet wird von Elementen, die nach Einlaufen des Schaltarmes in die Einschalt- bzw. Ausschaltstellung noch einen Überhub ausführen. Das wird durch die Auskupplung des zu diesem Zweck als Zahnradsegment ausgeführten Betätigungszahnrades erreicht, während sich das Antriebszahnrad für die Einrichtung zur Stellungsmeldung weiterbewegt, bis im Sinne des Überhubs die Stellungsmeldung erfolgt. Bei Verwirklichung dieser Maßnahmen muß Vorsorge getroffen werden, daß nach umsteuerung der Bewegungsvorgänge im Zuge der Duichführung der umgekehrten Schaltung, das heißt bei der Alisschaltbewegung, das Betätigungszahnrad wieder mit dem Ausgangsritzel in Eingriff kommt. Das geschieht mit Hilfe d<"s Vorlaufzahnrades, dessen Bewegung bei der Einschaltbewegung synchron zur Elewegung des Antriebszahnrades für die Einrichtung zur Stellungsmeldung erfolgen muß, wobei hier jedoch ein zusätzlicher Freilauf eingeschaltet werden kann. Einen solchen Freilauf erreicht man z. B. dadurch, daß auch das Vorlaufzahnrad als Zahnradsegment ausgebildet ist, jedoch so, daß es von dem Antriebsritzel erst freikommt, nachdem das Hetätigungszahnrad freigekommen ist. Im übrigen muß in diesem Fall durch eine Feder dafür Sorge getragen werden, daß das Vorlaufzahnrad stets mit dem Antriebsritzel so in Kontakt bleibt, daß bei Umkehr der Bewegungsrichtung des

Antriebsritzels das Betätigungszahnrad ohne weiteres wieder mitgenommen wird. Im übrigen sind, bis auf die so definierten Freiheitsgrade, alle Teile kinematisch eindeutig miteinander gekoppelt.

Im einzelnen bestehen zur Verwirklichung der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist eine bevor?ug- te Ausführungsform der Erfindung, bei der auf sehr einfache Weise der beschiiebene Synchronismus zwischen der Bewegung des Vorlaufzahnrades und des Antriebszahnrades für die Einrichtung zur Stellungsmeldung verwirklicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungszahnrad, das Vorlaufzahnrad und das Antriebszahnrad von dem gleichen Antriebsritzel angetrieben sind. Die Eiaichalt- bzw. Ausschaltstellung des Schaltarms muß bei einem erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerät selbstverständlich eindeutig festgelegt werden, da in der beschriebenen Weise der Schaltarm von dem Antrieb entkuppelt wird. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Einschalt- bzw. Ausschaltstellung des Schaltarms durch einen auf die Betätigungswelle :o drehfest aufgesetzten Anschlagarm mit zugeordneten Anschlägen sowie Rastsitzausbildungen, z. B. Tiit eir.er federbelasteten Rastkugel, festgelegt ist.

Die Steuerung des Antriebes für die Einschalt· bzw. Ausschaltbewegung des Schaltarms erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerät auf bekannte Weise und bedarf daher im einzelnen nichi der Beschreibung.

Im folgenden werden die beschriebenen Merkmale der Erfindung und ihre Funktionsweise anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes in der Ausführungsform ii als Trennschalter,

F i g. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1.

Fig. J in gegenüber den F: g. I und 2 wesentlich vergrößertem Maßstab, perspektivisch und ausschnittsweise, einen Schnitt in Richtung A-A durch den to Gegenstand nach Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte HochsDannungsschaltgerät ist ein Trennschalter, und zwar ein Zweisäulentrennschalter mii zwei in Richtung der eingezeichneten Pfeile 1 schwenkbaren Schaltarmen 2, 3 die an ihren Enden einander zugeordnete Kontaktelemente 4, 5 tragen. Zum dargestellten Hochspannungsschaltgerät gehört weiter an Antrieb aus Elektromotor 6 und Getriebe 7, der auf die Schaltarme 2, 3 arbeitet, gehört fernerhin eine Eir.-ichtung 8 zur Stellungsmel- v, dung der Schaltarme 2, 3 in Einschaltstellung, die in F i g. 2 ausgezogen gezeichnet ist, bzw. in Ausschaltstellung, die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist. Die Betätigung der Schaltarme 2, 3 erfolgt über besondere Hebelgestänge 9, die ihrerseits an einen ßetätigungskur- v, beiarm 10, Il angeschlossen sind. Dabei ist für jeden Schaltarm 2,3 ein besonderer Betätigungskurbelarm 10, ί 1 vorgesehen, der Schwenkwinkel dieser Beiätigungskurbelarme 10,11 beträgt etwas mehr als 18(F.

Insbesondere aus der F i g. 3 entnimmt man, daß das m> Gelriebe 7 mit einem Antriebsritzel 12 auf ein Betätigungszahnrad 14 arbeitet, das Betätigungszahnrad 14 drehfest auf einer Betätigungswelle 13 sitzt und an die Betätigungswelle 13 die .Schaltarme 2, 3 im Ausführungsbeispiel über die Betätigungskurbelarme 6^r> 10,11 und das Hebelgcstänge 9 angeschlossen sind.

Das Betätigungszahnrar¹ 14 ist lediglich als Zahnradsegment ausgeführt und kommt von dem Antriebsrit/el

12 frei, wenn die Schaltarme 2, 3 ihre Einschalt- bzw. Ausschaltstellung erreichen. Auf die Betätigungswelle

13 ist zusatzlich lose ein Vorlaufzahnrad 15 und ein Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungs- meldung aufgesetzt. Das Vorlaufzahnrad 15 ist als Zahnradsegment, jedoch mit einem größeren Sektor als das Betätigungszahnrad 14, ausgeführt. Das lose auf die Betätigungswelle 13 aufgesetzte Vorlaufzahnrad 15 ist mit einem Mitnehmersegment 17 versehen, welches über einen Mitnehmerslift 18 des Betätigungszahnrades

14 bei einer Stellbewegung das Belätigungszahnrad 14 mitnimmt und mit dem Antriebsritzel 12 wieder in Eingriff bringt. Das mit dem Antriebsritzel Ί2 ständig in Eingriff befindliche Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung besitzt Schaltstifte 19, die erst bei Erreichen einer Stellung des Antriebszahnrades 16, die über die der Einschalt- bzw. Ausschaltstellung der Schaltarme 2, 3 entsprechende Stellung des Betätigungszahnrades 14 hinausgeht, die SteUungsmeldung auslösen.

In den Figuren ist dargestellt, daß iin Ausfühnirigsbe!- spiel das Betätigungszahnrad 14, das Rückstellzahnrad

15 und das Antriebszahnrad 16 von dem gleichen Antriebsritzei 12 angetrieben sind, was in antriebsiichnischer Hinsicht besonders einfach ist. Die Einschalt- bzw. Av.sschalistellung der Schaltarme 2, 3 sind :i-.r^k einen auf die Betätigungswelle 13 drehfest aufgesetzter¹. Anschlagarm 20 mit zugeordneten Anschlägen 21, 22 sowie Rastsitzausbildungen 23 festgelegt, wobei im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Lehre der Erfindung den Rastsitzausbildungen 2> eine feder be Listete Ras'kugel 24 zugeordnet ist.

Die Erläuterung der Funktion des erfind; 'ij-sgt.-n·;)-ßen Hochspannungsschaltgerätes erfolgt ,r nand der Fig. 3. Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemaßes Hochspjnnungsschaltgerät, bei dem sich die Schaltarme· 2. 3 in Einschaltstellung befinden. Dabei ItL=Tt der auf die Betätigungswelle 13 drehfest aufgesetzte Anschk'trarm 20 an dem Anschlag 21 an. die schon beschriebene Rastkugel 24 befindet sich in ώ · zugeordneten RasHtzausbildung 23. Das Bctätigungszahnrad 14 ist ausgekuppelt, das Vorlauf/.ahnrad !5 hat sich dervgegenüber weiterbewegl. das Mitnehfersegmep! 17 ist von dem Mitnehmerstift 18 des Betat:,;ungsz..r,nrad._^ 14 freigekommen und das weiterhin über Jas '«üinebs ritzel 12 bewegie Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung hat die Stdlungsrriei.Uir.i.· ausgeführt.

Im Ausführungsbeispiel ist für die Siellungsn-eklung ein Schaltelement 25 vorgesehen, welches nach Art eines Malteser Kreuzes aufgebaut ist und \on den entsprechenden .Schallstiften 19 des Antriebszahnrades 16der Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung betätigt wird. Au>.h nier sind über Rastsitzatisbiidungen 26 die verschiedenen Stellungen des Schaltelement 25 fixiert. Bei der dargestellten Ausführungsfurm ist hierzu das Schaltelement 25 auf einer Schaltwelle 28 angeordnet, die eine mit den Rastsitzausbildungen 26 versehene Scheibe !*9 trägt. Den Rastsitzausbildungen 26 ist eine federbelastete Rastkugel 30 zugeordnet Auf der Schaltwelle 28 ist ferner ein Schaltnocken .11 zur Betätigung eines Meldeschalters 32 vorgesehen.

Wird eine umgekehrte Bewegung der Schaltarme 2, 3 eingeleitet — um diese in ihre Ausschaltstellung zu bewegen — so erfährt zunächst das Antriebsritzel 12 ?in entsprechendes Drehmoment. Es setzt sich in Bewegung und nimmt dabei das Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stelliingsmeldung mit. Der Scfial; üft

19 kommt von dem Schaltelement 25 frei. Gleichzeitig kuppelt das im Ausführungsbeispiel zunächst ausgekuppelte Vorlaufzahnrad 15 unter der Wirkung der Feder 27 mit dem Antriebsritzel 12 wieder ein, so daß alsbald des Mitnehmersegment 17 des Vorlaufzahnrades 15 über den Mitnehmerstift 18 des Betätigungszahnriulcs 14 das Betätigungszahnrad 14 mitnimmt und wieder einkuppelt. Nunmehr bewegen sich sowohl das Betätigungszahnrad 14 als auch das Vorlaufzahnrad 15 als auch das Antriebs/.ahnrad 16 für die F.inrichtung 8 zur Stclliingsmeldung synchron, bis nach einer Schwenkbewegung des Anschlagarmes 20 um etwa 180" der Anschlagarm 20 an dem in F i g. 3 auf der gegenüberlie genden Seite dargestellten Anschlag 22 anliegt und die Rastkugel 24 in die zugeordnete Rastsitzausbildung 23 einrastet. Nunmehr befinden sich die Schaltarme 2, 3 in ihrer Ausschaltstellung, die nach Erreichen des gewünschten Überhubes durch die Einrichtung 8 für die Stellungsmeldung angezeigt wird.

I her/u .; Hl,in /i-n.-liiiiinm.-ii

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Trennschalter, mit auf zumindest einen Schaltarm arbeitendem Antrieb, vorzugsweise aus Elektromotor und Getriebe, und Einrichtung zur Stellungsmeldung des Schaltarms in Einschalt- und Ausschaltstellung, wobei der Antrieb mit einem Antriebsritzel auf ein Betätigungszahnrad arbeitet, das Betätigungszahnrad drehfest auf einer Betätigungswelle sitzt und an die Betätigungswelle der Schaltarm (unmittelbar oder mittelbar) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungszahnrad (14) lediglich als Zahnradsegment ausgeführt ist und von dem Antriebsritzel (12) freikommt, wenn der Schaltarm (2, 3) seine Einschalt- bzw. Ausschaltstellung erreicht, und daß auf die Betätigungswelle (13) ein Antriebszahnrad (16) für die Einrichtung (8) zur Stellungsmeldung und lose zusätzlich ein Vorlaufzahnrad (15) aufgesetzt sind, die synchron angetrieben sind, wooei das Vorlaufzahnrad (15) mit einem Mitnehmersegment (17) über einen Mitnehmerstift (18) des Betätigungszahnrades (14) bei einer Stellbewegung das Betätigungszahnrad (14) mitnimmt und mit dem Antriebsritzel (12) wieder in Eingriff bringt und wobei das Antriebszahnrad (16) für die Einrichtung (8) zu-: Stellungsmeldung Schaltstifte (19) oder Schaltnocken aufweist, die erst bei Erreichen einer Stellung des Antriebszahnrades (16), die über die der Einschalt- bzw. Ausschaltstellung des Schaltarmes (2, 3) entsprechende Stellung des Betätigui.gszahnrades (14) hinausgeht, die Stellungsmeldung auslösen.

2. Hochspannungsschii'tgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar Betätigungszahnrad (14), das Vorlaufzahnrad (15) und das Antriebszahnrad (16) von dem gleichen Antriebsritzel (12) angetrieben sind.

3. Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltbzw. Ausschaltstellung des Schaltarms (2, 3) durch einen auf die Betätigungswelle (13) drehfest aufgesetzten Anschlagarm (20) mit zugeordneten Anschlägen (21, 22) sowie Rastsitzausbildungen (23), z. B. mit einer fcdcrbelasteten Rastkugel (24), festgelegt ist.