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Antriebsvorrichtung mit Drehstabfeder für elektrische Schaltgeräte
Es ist bereits bekannt, für Antriebsvorrichtungen elektrischer Schaltgeräte eine
Drehstabfeder als Kraftspeicher zu verwenden (DT-PS 673 315). Solche Ledern haben
den Vorteil, daß sich eine große Speicherenergie auf verhältnismäßig kleinem Raum
unterbringen läßt.
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Durch die Erfindung soll eine sanftere Betätigung der Schaltgeräte
erreicht werden, um Schäden durch schlagartig wirkende Kräfte zu vermeiden. Die
Erfindung geht hierzu von einer Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte
aus, die eine Drehstabfeder als Kraft speicher besitzt und die mittels eines Schaltschlosses
auf die beweglichen Schaltstücke des Schaltgerätes einwirkt.
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Gemäß der Erfindung ist mit der Drehstabfeder ein Körper als zusätzliche
Masse gekuppelt. Dieser Körper nimmt bei einem Schaltvorgang Energie auf und streckt
dadurch den Bewegungsablauf des Schaltvorganges. Diese Energie geht Jedoch nicht
verloren, sondern wird zur Arbeitsleistung genutzt. In Verbindung mit einer solchen
zusätzlichen Masse kann daher nach entsprechenden Untersuchungen an der Antriebsvorrichtung
in Verbindung mit dem Schaltgerät unter Umständen eine schwächere Drehstabfeder
gewahlt werden.
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Durch die zusätzliche Masse soll zwar der Bewegungsablauf gegenüber
bekannten Antriebsvorrichtungen mit einer Drehst abfeder verlangsamt werden, jedoch
ist nicht beabsichtigt, den Schaltvorgang erheblich langsamer als bei der Verwendung
anderer üblicher Antriebsvorrichtungen ablaufen zu lassen. Die
erforderliche
Masse des Körpers kann durch Berechnungen und Versuche bestimmt werden, wobei die
wesentlichen Gesichtspunkte die sichere Ausführung des Schaltvorganges und die Vermeidung
einer zu hohen Beanspruchung von Bauteilen der Antriebsvorrichtung und des Schalt
schlosses sind.
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Die Erfindung kann beispielsweise in der Form verwirklicht werden,
daß der als zusätzliche Masse vorgesehene Körper mit der Drehstabfeder drehschlüssig
gekuppelt ist. Der Körper kann deshalb beispielsweise die Gestalt eines mit der
Drehstabfeder verbundenen Schwungrades besitzen.
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Eine andere Bauform der zusätzlichen Masse kann ein rohrförmiger Körper
sein, dessen eines Ende mit dem freien Ende der Drehstabfeder verbunden und dessen
anderes Ende drehbar abgestützt ist. Zwar läßt sich das größte Schwungmoment bei
gegebener Masse dann erreichen, wenn die Masse mit einem möglichst großen Hebelarm
an der Drehstabfeder angreift; der rohrförmige Körper gibt jedoch eine wesentlich
günstigere Ausnutzung des Raumes, weil er sich über die gesamte Länge der Drehstabfeder
erstrecken kann.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Niederspannungs-Leistungsschalter
mit einem Schaltschloß und einer Antriebsvorrichtung.
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In Fig. 2 ist die Anordnung eines rohrförmigen Körpers auf einer Drehstabfeder
dargestellt.
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In Fig. 1 ist ein Leistungsschalter 1 dargestellt, der mit einer Antriebsvorrichtung
2 versehen ist. Die Strombahn des Leistungsschalters 1 weist ein oberes Anschlußstück
3 und ein hiermit starr verbundenes feststehendes Schalt stück 4
auf,
dem ein bewegliches Schaltstück 5 gegenübersteht. Zwischen dem Schaltstück 5 und
einem unteren Anschlußstück 6 ist ein biegsames teiterstück 7 angeordnet. Zwischen
dem feststehenden Schalt stück 4 und dem beweglichen Schaltstück 5 befinden sich
parallele Leiterstücke 10 und 11, die bei großeii Stromstken eine Erhöhung der Kontaktkraft
zwischen den Schalt stücken 4 und 5 bewirken.
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Das in Fig. 1 ebenfalls schematisch dargestellte Schaltschloß des
Leisltsungsschalters 1 umfaßt eine Schaltwelle 12 mit einem zweiarmigen Hebel 13,
dessen einer Arm 14 mit einem insgesamt mit 15 bezeichneten Kniehebelsystem in Verbindung
steht und dessen anderer Hebelarm 16 mittels eines Hebels 17 an dem beweglichen
Schaltstück 5 angreift. Zur Führung des beweglichen Schaltstückes 5 dient ein Lenker
20. Ferner greift an dem beweglichen Schalt stück 5 bzw. dem damit verbundenen Beiterstück
11 eine Feder 21 an, die sowohl im Einschaltzustand die Kontaktkraft erzeugt als
auch beim Ausschalten das bewegliche Schaltstück öffnet, Das Kniehebelsystem 15
stützt sich mit dem einen Kniehebel 22 an einer Verklinkungseinrichtung 23 ab, die
einen Klinkenhebel 24, eine Sperrklinke 25 sowie eine Rückzugsfeder 26 für die Sperrklinke
25 umfaßt.
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Die mit dem ieistungsschalter 1 verbundene Antriebsvorrichtung 2 besitzt
eine Drehstabfeder 30, die an ihrem einen Ende in einem Widerlager 51 eingespannt
ist. An dem vorderen Ende trägt die Drehstabfeder 30 eine Kurvenscheibe 32. An einem
Vorsprung 33 der Kurvenscheibe 32 kann ein Mitnehmer 34 angreifen, der auf einer
Welle 35 befestigt ist, auf die ein Handhebel 36 einwirkt. Die irehstabfeder 30
kann massiv aus gebildet, vorzugsweise jedoch aus einzelnen Federblättern geschichtet
sein.
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Die zusätzliche Masse ist in der Gestalt eines Schwungrades 40 in
der Nähe des freien Endes der Drehstabfeder 30 mit dieser gekuppelt. Die Kupplung
kann starr ausgebildet sein oder
derart lösbar, daß das Schwungrad
40 an verschiedenen Stellen der Drehstabfeder 30 befestigt werden kann. Hierdurch
ist ohne änderungen des Schwungrades dessen Wirkung veränderlich, da der Verdrehwinkel
der Drehstabfeder in Richtung auf das Widerlager 31 abnimmt und damit auch die Energie,
die das Schwungrad aufnehmen kann.
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In Fig. 1 ist der Handhebel 36 kurz vor dem Erreichen der strichpunktierten
Einschaltlage 37 dargestellt. Wird der Handhebel 36 noch weiter bewegt, so gleitet
der -Mitnehmer 34 von dem Vorsprung 33 ab und gibt die Kurvenscheibe 32 frei.
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Diese dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn und drückt gegen eine
an dem Kniegelenk des Kniehebelsystems 15 angeordnete Rolle 18, bis das Kniehebelsystem
15 seine Totpunktlage über schreitet und sich der Kniehebel 22 gegen einen Anschlag
28 legt. Die beschriebene Bewegung des Kniehebelsystems 15 bewirkt eine Verdrehung
der Schaltwelle 12 im Uhrzeigersinn und damit die Einschaltung des Beistungsschalters
1.
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Soll der Beistungsschalter 1 ausgeschaltet werden, so wird die Sperrklinke
25 in Richtung des Pfeiles 29 von dem Klinkenhebel 24 abgezogen. Dadurch wird die
Unterstützung des Kniehebelsystems 15 aufgehoben, und die Weder 21 zieht das bewegliche
Schaltstück 5 in die in der Figur 1 gezeigte Lage.
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In Fig. 2 ist die Drehstabfeder mit ihren Lagerteilen und der zusätzlichen
liasse gesondert gezeigt. Die Drehstabfeder 41 ist an ihrem einen Ende 52 in einem
Endstück 42 gehalten, das an einer Wand 43 befestigt ist. An ihrem gegenüberliegenden
freien Ende 51 ist die-Drehstabfeder 41 in einem Kupplungsstück 44 gefaßt, das mit
einem Lagerzapfen 45 in einer entsprechenden Bohrung einer weiteren Wand 46 drehbar
gelagert ist. An dem Kupplungsstück 44 kann sich beispielsweise die Kurvenscheibe
52 befinden, die in Fig. 1 gezeigt ist.
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Es kann aber auch ein Hebelarm vorgesehen sein, der über Kniehebel
oder ähnliche Ubertragungselemente wirkt.
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Das Kupplungsstück 44 ist mit einem dickwandigen rohrförmigen Körper
47 verbunden, der sich über die ganze Länge der Drehstabfeder 41 erstreckt und derart
über einen Absatz 50 des Endstückes 42 greift, daß der Körper 47 drehbar unterstützt
ist. Die Verbindung des Körpers 47 mit dem Kupplungsstück 44 kann starr ausgeführt
sein. Sie kann aber auch in einer oder beiden Drehrichtungen drehelastisch ausgebildet
sein. In der Figur 2 sind Kupplungsstifte 53 vorgesehen.
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Durch Berechnungen und Versuche kann ermittelt werden, welche Dicke
der Körper 47 bei gegebenem Material erhalten muß, damit die angestrebte sanftere
Einschaltung des Schalt gerätes erreicht wird, und wie die Drehstabfeder 41 zu bemessen
ist, damit die erforderliche Einschaltenergie zur Verfügung steht.
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Es ergibt sich damit ein sogenanntes dynamisches Einschalten, d.h.
ein Einschaltvorgang, bei dem die höchsten zu überwindenden Kräfte nur aus der Bewegung
der Anordnung heraus über wunden werden. Im Unterschied hierzu würde eine stärkere
Peder benötigt, wenn diese allein imstande sein soll, in jedem Augenblick des Einschaltvorganges
den Bewegungswiderstand des Schalters zu überwinden.
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3 Ansprüche 2 Figuren