DE2361972A1

DE2361972A1 - Federspeicherantrieb fuer elektrische schaltgeraete

Info

Publication number: DE2361972A1
Application number: DE2361972A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Buehler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE7344180U; DE2361972C2; CH566639A5

Description

126/73 Wei/dh

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Federspeicherantrieb für elektrische Schaltgeräte

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federspeicherantrieb für elektrische Schaltgeräte, bei welchem eine Einschaltfeder neben.der Einschaltung auch das Spannen der Ausschaltfeder bewirkt, wobei letztere nach durchgeführter Einschaltung unabhängig vom jeweiligen ge- oder entladenen Zustand der Einschaltfeder die Ausschaltung des Schaltgerätes durchzuführen vermag.

Die bekannten Federspeicherantriebe für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für Leistungsschalter sind so gebaut, dass die Ausschaltbereitschaft jederzeit gegeben ist_s wenn sich der Leistungsschalter in der Einschaltsteilung befindet, damit sein Arbeiten z.B. bei eineirf auftretenden Fehlerstrom möglich ist. Die Konzeption ist so getroffen, dass sich die

- 2 - 126/73

Ausschaltfeder dabei im gespannten Zustand befindet und während des AusschaltsVorganges entlädt. Damit das Einschalten des Schalters z.B. aus der Entfernung kommandiert werden kann, ist eine Einschaltfeder vorgesehen, welche vor dem Einschalten durch eine Kraftquelle, z.B. durch einen Aufzugmotor gespannt worden ist, wobei die Einschaltfeder so dimensioniert ist, dass sie die Ausschaltfeder beim Einschaltvorgang zugleich mit spannt. Derartige Federspeicherantriebe sind relativ kompliziert im Aufbau und benötigen relativ viele z.T. hochbeanspruchte mechanische Elemente.

Die Erfindung hat zur Aufgabe die Schaffung einer einfachen und billigen Lösung für einen Federspeicherantrieb der eingangs erwähnten Art, bei der die Anzahl der mechanisch beanspruchten Elemente ein Minimum darstellt. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die beweglichen Widerlager der Ein- und der Ausschaltfeder als jeweils in einem Hydraulikzylinder geführte Arbeitskolben ausgebildet sind und dass die Arbeitsräume der Hydraulikzylinder miteinander durch ein hydraulisches Gestänge verbunden sind, welches mindestens ein vom Arbeiten der Schaltfedern abhängig gesteuertes Steuerventil enthält.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

509821/021 1

126/73 - 3 -

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen mechanisch-hydraulischen Federspeicherantrieb für elektrische Schalter mit zwei gesteuerten Steuerventilen im hydraulischen Gestänge in Grundstellung,

Fig. 2 bis ¹^ dazu drei charakteristische weitere Stellungen.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugshinweisen versehen. In Fig. 1 ist mit 1 ein Hydraulikzylinder bezeichnet. In letzterem ist das kolbenartige bewegliche Widerlager 2 für die Einschaltfeder 3 gleitend geführt. Das Widerlager 2 ist im Zylinder 1 quasidicht und verdrehungssicher angeordnet. Es besitzt ein mittig angeordnetes Muttergewinde zur Aufnahme einer selbsthemmungsfreien Gewindespindel la, welche ihrerseits im Bodenteil des Zylinders 1 drehbar gelagert ist. Die Spindel la trägt am unteren Ende den Klinkenhebel Ib, welcher mit einer z.B. elektromagnetisch betätigbaren. Halteklinkeneinrichtung 12 zusammenwirkt. Der Raum unterhalb des Widerlagers 2 ist mit U und das obere feste Widerlager der Feder 3 mit 13 bezeichnet. In analoger Weise ist die aus den Teilen 1, la, Ib, 2, 3, 4, 12 und 13 bestehende Einschaltspeicheranordnung nochmals als Ausschaltspeicheranordnung I¹... 13^f vorhanden. Hierbei ist lediglich mit Teil 2¹ noch die Stange Ik verbunden, welche z.B. als Betätigungsglied in an sich bekannter Weise an ein

5 0 9 8 21/0211

_ n _ 126/73

nicht näher dargestelltes Schaltgerät angelenkt ist. Das Widerlager 2 ist mit einem Glied 15 fest verbunden. Letzteres besitzt einen Stössel 10, welcher entgegen einer Rückstellkraft nach links verschiebbar ist. Das Glied 15 ist bei 16 verschiebbar gelagert und besitzt an seinem oberen Ende eine Kulisse 10a, durch welche ein Hilfsschalter 18 betätigt werden kann ; In analoger Weise ist mit dem Widerlager 2' das bei 16' gelagerte Glied 15 ^f verbunden, welches den gefederten Stössel 10' trägt. Hierbei ist am oberen Ende des Gliedes 15' keine Kulisse vonnöten. Die beiden hydraulischen Arbeitsräume 4, M' sind miteinander durch das hydraulische Gestänge 5, 6,-5' verbunden unter Zwischenschaltung der als Dreiwegeventile ausgebildeten Steuerventile 7, 7'. Dabei ist das Ventil 7 durch die Leitung 5 mit dem Raum 4, durch die Leitung 6 mit dem Ventil 7' und durch die Leitung 6' mit der hydraulikdruckerzeugenden. Pumpeinrichtung 11 verbunden. Das Ventil 7' ist mittels der Leitung 5' mit dem Raum 4' und über den Stutzen 6'' mit der Umgebung verbunden. Mit 6'¹' ist der Ansaugstutzen der Pumpe 11 bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zumindest die Teile 1, 1', 7, 7¹ von OeI umgeben. Das Steuerventil 7 besitzt ein Betätigungsglied 8, das bei 17 gelagert ist. Im Bereich des Zusammenwirkens mit dem Stössel 10 ist Teil 8 als Kulisse ausgebildet, desgleichen an seinem oberen Ende 8a, wo es mit dem Hilfsschalter 19 zusammenarbeitet. In analoger Weise besitzt das Steuerbentil 7' das Betätigungsglied 9,

509821/021 1
BAD ORIGINAL

- 5 - . 126/73

welches bei 17' gelagert ist und im Bereich des Stössels 10' als Kulisse ausgebildet ist. Teil 9 benötigt am oberen Ende keine weitere Kulisse.

Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende:

Bei der in Fig. 1 gezeigten Grundstellung sind die Ein- und die Aus s ehalt feder 3, 3' entspannt. Das an die Stange IM^ angekuppelte Schaltgerät befindet sich in Ausschaltstellung. Die beiden Hilfsschalter 18, 19 sind geschlossen. Sie sind elektrisch in Serie geschaltet und liegen in einem Stromkreis, welcher für die Ingangsetzung der Pumpeinrichtung 11 sorgt. Dadurch wird Druckoel über Leitung 6¹, Ventil 7 und Leitung 5 in den Raum 4 unterhalb des Widerlagers 2 gefördert, welches dadurch in die Stellung gemäss Fig. 2 gebracht' wird. In dieser Lage ist die Einschaltfeder 3 gespannt, der Klinkenhebel Ib mittels der Halteklinkeneinrichtung 12 verriegelt, das Betätigungsglied 8 und damit das Steuerventil 7 in die untere Grenzlage geschoben und die Hilfsschalter 18_s 19 in Offenstellung gebracht, wodurch die Pumpe 11 stillgesetzt worden ist. Jetzt kann, ausgehend von der Stellung gemäss Fig. 2, der Federspeicherantrieb zum Zwecke des Einschaltens des Schaltgerätes ausgelöst werden. Hierzu wird der Klinkenhebel Ib durch eine elektrische Impulsgäbe an die Halteklinkeneinrichtung 12 freigegeben, wodurch sich das Widerlager 2 unter· der

BAD ORIGINAL

- 6 - 126/73

Wirkung der Feder 3 in die Lage gemäss Fig. 3 bewegen kann. Hierdurch wird folgendes bewirkt: a) das OeI im Raum M wird unter Druck gesetzt und gelangt über 5, 7, 6, 7¹, 5¹ in den Raum M', wodurch das Widerlager 2' unter gleichzeitigem Spannen der Ausschaltfeder 3' in die Lage gemäss Fig. 3 gebracht wird, b) das Ventil 7 wird in seine obere und das Ventil 7' wird in seine untere Grenzlage gesteuert, c) der Klinkenhebel Ib¹ wird mittels der Halteklinkeneinrichtung 12' verriegelt, d) der Raum M¹ wird über 5^r, 7', 6¹¹ mit der Umgebung verbunden und schliesslich die Hilfsschalter 18, 19 geschlossen. Dadurch beginnt die Pumpe 11 zu arbeiten. Sie fördert Drucköl in den Raum M und bringt dadurch das Widerlager 2 unter gleichzeitigem Spannen der Einschaltfeder 3 in die Stellung gemäss Fig. M, wobei die Teile 7, 8, 10, 15, 18, 19 genau wie beim Stellungsübergang von Fig. 1 nach Fig. 2 wirken. In der Stellung gemäss Fig. 3 könnte eine Entladung der Aussehaltfeder 3' und damit ein Ausschalten des Schaltgerätes jederzeit erfolgen, gleichviel in welcher Stellung das Widerlager 2 der Feder 3 sich befindet, d.h. entweder zu Beginn (Fig. 3), am Ende (Fig. M) oder während des Spannvorganges. Die Auslösung einer allfälligen Ausschaltung erfolgt in analoger Weise wie vorstehend für das Auslösen der Einschaltung beschrieben. Hierbei arbeiten die Teile Ib' und '12' auf der Ausseite. Erfolgt jedoch keine Ausschaltauslösung j, so ergibt sich die Situation gemäss Fig. M. Hierbei

509821/0211

BAD ORIGINAL

_ 7 126/73

sind beide Federn 3, 3' gespannt und das Schaltgerät befindet sich in der Stellung "Ein". In dieser Ausgangssituation kann der Federspeicher eine Schaltfolge Aus-Ein-Aus, d.h. einen sogenannten KU-Zyklus durchführen.

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, dass sie nur während einer kurzen Arbeitsphase eines hydraulischen Druckzustandes bedarf. Dadurch brauchen an die hydraulischen Elemente keine hohen Anforderungen bezüglich Dichtigkeit gestellt zu werden. So können z.B. zwischen gleitenden Teilen relativ hohe Spaltverluste zugelassen werden, wodurch sich eine preisgünstige Herstellung ergibt.

509821/0211

Claims

126/73

Patentansprüche

l.JFederspeicherantrieb für elektrische Schaltgeräte, bei welchem eine Einschaltfeder neben der Einschaltung auch das Spannen der Ausschaltfeder bewirkt, wobei letztere nach durchgeführter Einschaltung unabhängig vom jeweiligen ge- oder entladenen Zustand der Einschaltfeder die Ausschaltung des Schaltgerätes durchzuführen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Widerlager (2, 2¹) der Ein- (3) und der Ausschaltfeder (3¹) als jeweils in einem Hydraulikzylinder (1, 1^!) geführte Arbeitskolben ausgebildet sind und dass die Arbeitsräume (H, 4') der Hydraulikzylinder miteinander durch ein hydraulisches Gestänge (5, 6) verbunden sind, welches mindestens ein vom Arbeiten der Schaltfedern (3, 3') abhängig gesteuertes Steuerventil (7, 7') enthält,

2. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7, 7¹) als Dreiwegeventil ausgebildet ist und ein als Kulisse ausgebildetes Betätigungsglied (8,

9) besitzt, auf welches ein mit dem Arbeitskolben verbundener Stössel (10, 10') einwirkt.

3. Federspeicherantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

509821/0211

- 5 - 126/73

dass das Betätigungsglied (8) einen Kulissenteil (8a) aufweist, welcher der Steuerung einer hydraulikdruckerzeugenden Pumpeinrichtung (11) dient.

Federspeicherantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (2), der das bewegliche Widerlager für die Einschaltfeder (3) bildet, eine Kulisse (10a) aufweist, welche der Steuerung der Pumpeinrichtung ClI) dient.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

S09821/0211