DE2216272C3

DE2216272C3 - Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Trennschalter

Info

Publication number: DE2216272C3
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: 1980-10-23
Also published as: NL7304644A; DE2216272B2; NL172605C; NL172605B; DE2216272A1; ZA732125B

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 Einschaltstellung, 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 s die Einrichtung zur Stellungsmeldung kraftschlüssig und möglichst auch formschlüssig betätigt werden solL Da die bei bekannten Hochspannungsschaltgeräten verwendeten Endschalter für die erforderlichen Schaltvorgänge, beispielsweise 220 Volt Gleichspannung, 5 Am- pere nicht zu vernachlässigende Funktionswege haben, kann bei den bekannten Ausführungsformen nicht ausgeschlossen werden, daß eine Stellungsmeldung bereits erfolgt, bevor der Schaltarm die Einschalt- bzw. Ausschaltstellung 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

μ Das erfindungsgemäße Hochspannungsschaltgerät, bei dem diese Aufgabe gelöst ist ist dadurch gekennzeichnet daß das Betätigungszahnrad lediglich als Zalinradsegment 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 Betätigungszahnrades bei einer Stellbewegung das Betätigungszahnrad mitnimmt und mit dem Antriebsritzel wieder in Eingriff bringt und wobei das Antriebszahnrad für die Einrichtung zur Stellungsmeldung Schaltstifte 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 Stsllungsmeldung 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 Durchführung der umgekehrten Schaltung, das heißt bei der Ausschaltbewegung, das Betätigungszahnrad wie der mit dem Ausgangsritzel in Eingriff kommt. Das geschieht mit Hilfe des Vorlaufzahnrades, dessen Bewegung bei der Einschaltbewegung synchron zur Bewegung 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 Betätigungszahnrad freige-

'>■> kommen 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 bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der auf sehr einfache Weise der beschriebene Synchronismus zwischen der Bewegung des Vorlaufzahnrades und des Antriebsrahnrades für die Einrichtung zur Stellungsmeldung verwirklicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungszahnrad, das Vorlaufzahnrad und das Antriebszahnrad von dem gleichen Antriebsritzel angetrieben sind. Die Einschalt- 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 drehfest aufgesetzten Anschlagarm mit zugeordneten Anschlägen sowie Rastsitzausbildungen, z. B. mit einer 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 nicht 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 als Trennschalter,

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

F i g. 3 in gegenüber den F i g. 1 und 2 wesentlich vergrößertem Maßstab, perspektivisch und ausschnittsweise, einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1.

Das in den Figuren dargestellte Hochspannungsschaltgerät ist ein Trennschalter, und zwar ein Zweisäulentrennschalter mit 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 Flektromotor 6 und Getriebe 7, der auf die Schaltarme 2, 3 arbeitet, gehört fernerhin eine Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung der Schaltarme 2, 3 in Einschaltstellung, die in F i g. 2 ausgezogen gezeichnet ist, bzw. in Ausschaltstellung, die in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet ist. Die Betätigung der Schaltarme 2, 3 erfolgt über besondere Hebelgestänge 9, die ihrerseits an einen Betätigungskurbeiarm 10, 11 angeschlossen sind. Dabei ist für jeden Schaltarm 2,3 ein besonderer Betätigungskurbelarm 10, 11 vorgesehen, der Schwenkwinkel dieser Betätigungskurbelarme 10,11 beträgt etwas mehr als 180°.

Insbesondere aus der F i g. 3 entnimmt man, daß das Getriebe 7 mit einem A:ü--iebsritzel 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 10,11 und das Hebelgestänge 9 angeschlossen sind.

Das Betätigungszahnraa 14 ist lediglich als Zahnradsegment ausgeführt und kommt von dem Antriebsritzel

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

13 ist zusätzlich lose ein Vorlaufzahnrad 15 und ein Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung aufgesetzt Das Vorlaufzahnrad IS ist als Zahnradsegment jedoch mit einem größeren Sektor als das Betätigungszahnrad 14, ausgeführt Das lose auf die Betätigungswelle 13 aufgesetzte Voriaufzahnrad 15 ist mit einem Mitnehmersegment 17 versehen, welches über einen Mitnehmerstift 18 des Betätigungszahnrades

14 bei einer Stellbewegung das Betätigungszahnrad 14 mitnimmt und mit dem Antriebsritzel· 12 wieder in Eingriff bringt Das mit dem Antriebsritzel 12 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 Stellungsmeldung auslösen.

In den Figuren ist dargestellt, daß im Ausführungsbeispiel das Betätigungszahnrad 14, das Rückstellzahnrad

15 und das Antriebszahnrad 16 von dem gleichen Antriebsritzel 12 angetrieben sind, was in antriebstechnischer Hinsicht besonders einfach ist Die Einschaltbzw. Ausschaltstellung der Schaltarme 2, 3 sind durch einen auf die Betätigungswelle 13 drehfest aufgesetzten Anschlagarm 20 mit zugeordneten Anschlägen 21, 22 sowie Rastsitzausbildungen 23 festgelegt, wobei im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Lehre der Erfindung den Rastsitzausbildungen 23 eine federbelastete Rastkugel 24 zugeordnet ist.

Die Erläuterung der Funktion des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes erfolgt anhand der F i g. 3. F i g. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Hochspannungsschaltgerät, bei dem sich die Schaltarme 2, 3 in Einschaltstellung befinden. Dabei liegt der auf die Betätigungswelle 13 drehfest aufgesetzte Anschlagarm 20 an dem Anschlag 21 an, die schon beschriebene Rastkugel 24 befindet sich in der zugeordneten Rastsitzausbildung 23. Das Betätigungszahnrad 14 ist ausgekuppelt, das Vorlaufzahnrad 15 hat sich demgegenüber weiterbewegt, das Mitnehmersegment 17 ist von dem Mitnehmerstift 18 des Betätigungszahnrades 14 freigekommen und das weiterhin über das Antriebsritzel 12 bewegte Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung hat die Stellungsmeldung ausgeführt.

Im Ausführungsbeispiel ist für die Stellungsmeldung ein Schaltelement 25 vorgesehen, welches nach Art eines Malteser Kreuzes aufgebaut ist und von den entsprechenden Schaltstiften 19 des Antriebszahnrades

16 der Einrichtung 8 zur Stellungsmeldurg betätigt wird. Auch hier sind über Rastsitzausbildungen 26 die verschiedenen Stellungen des Schaltelementes 25 fixiert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierzu das Schaltelement 25 auf einer Schaltwelle 28 angeordnet, die eine mit den Rastsitzausbildungen 26 versehene Scheibe 29 trägt. Den Rastsitzausbildungen 26 ist eine federbelastete Rastkugel 30 zugeordnet. Auf der Schaltwelle 28 ist ferner ein Schaltnocken 31 zur Betätigung eines Meldeschalters 32 vorgesehen.

Wird eine umgekehrte Bewegung der Schaltarme 2,3 eii.geleitet — um diese in ihre Ausschalts'ellung zu bewegen — so erfährt zunächst das Antriebsritzel 12 ein entsprechendes Drehmoment. Es setzt sich in Bewegung und nimmt dabei das Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung mit. Der Schaltstift

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 Betätigungszahnrades 14 das Betätigungszahnrad 14 mitnimmt und wieder einkuppelt. Nunmehr bewegen sich sowohl das Betätigungszahnrad 14 als auch das Vorlaufzahnrad 15 als auch das Antriebszahnrad 16 für die Einrichtung 8 zur Stellungsmeldung synchron, bis nach einer Schwenkbewegung des Anschlagarmes 20 um etwa 180° der Anschlagarm 20 an dem in F i g. 3 auf der gegenüberliegenden 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Trennschalter, mit auf zumindest einen Schaltarm arbeitendem Antrieb, vorzugsweise aus Elektromotor und Getriebe, und Einrichtung zur Stellungsmeldung des Schaltanns 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, wobei 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) zur 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 Betätigungszahnrades (14) hinausgeht, die Stellungsmeldung auslösen.

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

3. Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch 1 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 federbelasteten Rastkugel (24), festgelegt ist