DE2439837B2

DE2439837B2 - Antriebsvorrichtung zur Sprungbetätigung elektrischer Schaltgeräte

Info

Publication number: DE2439837B2
Application number: DE2439837A
Authority: DE
Inventors: Werner 2431 Bentfeld Kohler; Norbert 1000 Berlin Steinemer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1978-04-06
Also published as: GB1504895A; IT1040479B; ES440281A1; CH591753A5; JPS5145279A; YU209975A; IN143573B; AR205751A1; JPS5546609B2; FR2282156B1; DE2439837C3; TR18783A; BR7505237A; FR2282156A1; US4019008A; DE2439837A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer mit Federkraft arbeitenden Antriebsvorrichtung zur sprungartigen Betätigung von elektrischen Schaltgeräten, die eine Spannvorrichtung für eine geradlinig wirkende Feder besitzt, deren Energie durch einen Übertragungsmechanismus im Verlauf der Spannbewegung zwangsläufig auf eine Schaltwelle zur Einwirkung gebracht wird. Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere zur Anwendung bei Vakuumschaltgeräten vorgesehen.

Eine bekannte Antriebsvorrichtung (DE-PS 3 01 843) weist eine Schaltwelle mit einer darauf befestigten Sperrscheibe auf, die in der Ausgangslage verklinkt ist. Auf der Schaltwelle ist drehbar eine Kurbel gelagert, auf deren Nabe eine Drehfeder angeordnet ist. Bei Drehung der Kurbel wird die Drehfeder gespannt und die Verklinkung der Sperrscheibe hat einen bestimmten Drehwinkel aufgenommen. Bei einer anderen bekannten Antriebsvorrichtung (DE-OS 15 15 536) wird der sprungartige Bewegungsablauf mit Hilfe einer geradlinig wirkenden Feder erreicht, deren Kraftangriffspunkt an der Schaltwelle über einen Totpunkt hinweg bewegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sprungartig wirkende Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte zu schaffen, die aus nur wenigen einfach herstellbaren Teilen besteht und bei ihrem Betrieb keine Rückholbewegung erfordert

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die der Spannbeweguing und der Schaltbewegung zugeordneten Teile konzentrisch zueinander

'<> drehbar angeordnet sind und an ihren einander zugewandten Seiten Ausnehmungen zur Aufnahme eines mit der Feder verbundenen Mitnahmebolzens besitzen. Die konzentrische Anordnung führt zu einer räumlich gedrängten Form der Antriebsvorrichtung.

Das Übertragungsglied der Federkraft bildet der Mitnahmebolzen, der mit der Feder in Verbindung steht.

Das der Spannbewegung zugeordnete Teil kann als

Spannrad ausgebildet und an seinem inneren Umfang in gleichmäßiger Teilung mit Ausnehmungen versehen sein; ferner kann innerhalb des Spannrades als der Schaltbewegung zugeordnetes Teil ein Schaltsegment angeordnet sein, dessen äußerer Umfang eine Ausnehmung besitzt, wobei sich eine der Ausnehmungen des Spannrades und die Ausnehmung des Schaltsegmentes in der Ausgangsstellung der Teile einander gegenüberstehen, und der Übertritt des Mitnahmebolzens von der Ausnehmung des Schaltsegmentes in die Ausnehmung des Spannrades beim Erreichen der Einschaltstellung sowie der Übertritt von der Ausnehmung des Spannrades in die Ausnehmung des Schaltsegments am Ende des Spannvorgangs kann jeweils selbsttätig unter der Wirkung der Feder erfolgen. Durch die Richtung des Kraftangriffes der Feder an dem Mitnahmebolzen ist ohne weiteres sicherzustellen, daß eine für den jeweiligen Übertritt des Mitnahmebolzens geeignete Kraftrichtung vorhanden ist.

Für die Ruhelage des Mitnahmebolzens kann ein Anschlag vorgesehen sein. Das Spannrad ist dadurch in der Ruhelage von der Feder unbelEistet.

Ferner kann das Schaltsegment anschließend an seine Ausnehmung mit einer Nase versehen sein, die verhindert, daß bei eingeschaltetem Schalter der Versuch gemacht werden kann, die Feder weiter zu spannen.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Schaffung von Antriebsvorrichtungen mit kurzen Betätigungswegen und Schaltwinkeln von weniger als 180°, wobei eine günstige Abhängigkeit der Kräfte vom Weg sowohl bei der Spannbewegung als auch bei der Schaltbewegung

erzielt wird. Dies beruht auf der Änderung des wirksamen Hebelarmes beim Angriff einer Feder an drehbar gelagerten Teilen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung nach der Erfindung in einer Seitenansicht.

Eine Einzelheit der Antriebsvorrichtung nach der F i g. 1 ist in F i g. 2 in einer um 90° gedrehten Ansicht gezeigt.

Die Fig.3 veranschaulicht die Betätigung der Antriebsvorrichtung durch einen Handhebel.

Die Antriebsvorrichtung 1 ist in einem Gehäuse 2 untergebracht, das zugleich als Träger der in den Figuren nicht dargestellten Schaltstellen dienen kann. Als Schaltstellen können beispielsweise Vakuumschaltgefäße vorgesehen sein. Die Antriebsvorrichtung 1 ist für sprungartige Einschaltung der Schaltstellen ausge-

legt. Zur Speicherung der zum Einschalten benötigten Energie dient eine Schraubenfeder 3, die auf einem zusammenschiebbar ausgebildeten Federträger 4 angeordnet ist, der um seinen oberen Lagerpunkt 5 schwenkbar ist. Die Enden der Schraubenfeder 3 stützen sich an Federtellern 6 und 7 ab. Das untere Ende des Federträgers 4 ist mit einem Mitnahmebolzen 11 versehen, der in der gezeigten Stellung in eine Ausnehmung 12 eines drehbar gelagerten Spannrades 13 eingreift. Das Spannrad besitzt insgesamt vier im Abstand von jeweils 90° verteilt angeordnete Ausnehmungen 12. Konzentrisch zu dem Spannrad 13 ist ein Schaltsegment 14 angeordnet, das auf einer Schaltwelle 15 sitzt. An dem Schaltsegment 14 greift gelenkig ein Koppelglied 16 an, das ebenfalls gelenkig mit einem Antriebshebel 17 verbunden ist, der in nicht dargestellter Weise mit der Schaltstelle, z. B. einem VakuumschaStgefäß, gekuppelt ist.

Wie die F i g. 2 zeigt, sind beidseitig des Federträgers 4 in symmetrischer Anordnung zwei Schaitsegmente 14 und 14' vorgesehen, denen je ein Spannrad 13 bzw. 13' zugeordnet ist. Diese symmetrische Anordnung von je zwei Schaltsegmenten und Spannrädern dient zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Kraftangriffes der Schraubenfeder 3. Die Schaltsegmente 14 und 14' besitzen je eine für den Mitnahmebolzen 11 bemessene Ausnehmung 20 bzw. 20' und eine sich an die Ausnehmung anschließende Nase 21 bzw. 21', die als Sperre gegen den Versuch des Spannens der Feder 3 bei eingeschaltetem Schalter dient. Ein weiterer Anschlag 18 begrenzt die Entspannung der Feder 3.

Zur Betätigung der Antriebsvorrichtung 1 dient ein Handhebel 25 (F i g. 3), der mittels einer federbelasteten Transportklinke 26 in ein Klinkenrad 27 eingreift, das mit den Spannrädern 13 und 13' starr verbunden ist. Eine weitere ebenfalls unter Federspannung stehende, ortsfest gelagerte Klinke 30 stellt sicher, daß das Klinkenrad 37 nur im Uhrzeigersinn transportiert werden kann.

In F i g. 1 ist die Antriebsvorrichtung in der Ausgangsstellung gezeigt, in der die Schaltstellen des Schaltgerätes ausgeschaltet sind. Zum Einschalten wird der Handhebel 25 in Richtung des Pfeiles 31 bewegt. Hierdurch wird mittels der Klinke 26 das Klinkenrad 27 und damit die Spannräder 13 und 13' entgegen dem Uhrzeigersinn in F i g. 3 bzw. im Uhrzeigersinn in F i g. 1 bewegt, wodurch der Mitnahmebolzen 11 in eine der Ausnehmungen 12 eingreift und dadurch die Schraubenfeder 3 spannt. Mit fortschreitender Drehung der Spannräder 13 und 13' nimmt die Spannung der Schraubenfeder 3 zu, während zugleich der wirksame Hebelarm abnimmt, so daß sich der Handhebel 25 zügig betätigen läßt. Sobald der Mitnahmebolzen 11 in den Bereich der Ausnehmung 20 des Schaltsegmentes 14 gelangt, springt er unter der Wirkung der Schraubenfeder 3 in die Ausnehmung und übt auf die Schaltsegmente

14 und 14' eine Antriebskraft aus. Das Schaltsegment 14 wird dadurch so weit gedreht, daß es die gestrichelt eingezeichnete Lage einnimmt. Zugleich werden das

ίο Koppelglied 16 und der Antriebshebel 17 aufwärts bewegt. Ist die Einschaltstellung erreicht, so fällt eine nicht dargestellte Verklinkung ein, die die Schaltwelle

15 in der Einschaltstellung sperrt. Gleichzeitig hat der Mitnahmebolzen 11 seine Ausgangslage wieder erreicht, in der er aus der Ausnehmung 20 in die Ausnehmung 12 übertritt und dem Anschlag 18 anliegt. Damit ist die Antriebsvorrichtung sofort wieder .ausschaltbereit.

Durch die gewählte Anbringung des Koppelgliedes 16 an den Schaltsegmenten 14 und 14' durch einen Gelenkbolzen 19, dessen Achse etwa auf einer durch die Achsen des Mitnahmebolzens 11 und der Schaltwelle 15 verlaufenden Geraden liegt, ist zu Beginn der Einschaltbewegung bei größter Federkraft auch der Hebelarm groß. Mit fortschreitender Schaltbewegung und damit abnehmender Federkraft nimmt auch der Hebelarm ab, so daß auf die Schaltstelle eine gleichbleibende oder ansteigende Antriebskraft ausgeübt wird.

Soll das Schaltgerät ausgeschaltet werden, so wird die erwähnte Verklinkung der Schaltwelle 15 freigegeben, wodurch das Schaltsegment 14 mit dem Koppelglied 16 und dem Antriebshebel 17 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Antriebsvorrichtung ist für einen neuen Schaltvorgang sofort betriebsbereit, sofern inzwischen der Handhebel 25 entweder von Hand in die Stellung gemäß der F i g. 3 zurückgeführt oder durch Federkraft selbsttätig zurückgekehrt ist. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß das Spannrad fortlaufend im gleichen Drehsinn ohne Rückholbewegung weitergedreht wird.

An der beschriebenen Antriebsvorrichtung sind Abwandlungen möglich. Beispielsweise können die Spannräder 13 und 13' mit einer von dem Ausführungsbeispiel abweichenden Anzahl von Ausnehmungen versehen sein, falls ein anderer Schaltwinkel erwünscht oder erforderlich ist. Ferner können anstelle der gezeigten Schraubenfeder auch andere Energiespeicher, z. B. Tellerfedern, Torsionsfedern oder Biegefedem, verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Federkraft arbeitende Antriebsvorrichtung zur sprungartigen Betätigung von elektrischen Schaltgeräten, insbesondere für Vakuumschaltgeräte, mit einer Spannvorrichtung für eine geradlinig wirkende Feder, deren Energie durch einen Übertragungsmechanismus im Verlauf der Spannbewegung zwangsläufig auf eine Schaltwelle zur Einwirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spannbewegung und der Schaltbewegung zugeordneten Teile (13, 13'; 14, 14') konzentrisch zueinander drehbar angeordnet sind und an ihren einander zugewandten Seiten Ausnehmungen (12, 12'; 20, 20') zur Aufnahme eines mit der Feder (3) verbundenen Mitnahmebolzens (11) besitzen.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Spannbewegung zugeordnete Teil als Spannrad (13) ausgebildet und an seinem inneren Umfang in gleichmäßiger Teilung mit Ausnehmungen (12, 12') versehen ist und daß innerhalb des Spannrades (13) als der Schaltbewegung zugeordnetes Teil ein Schaltsegment (14) angeordnet ist, dessen äußerer Umfang eine Ausnehmung (20) besitzt, wobei sich eine der Ausnehmungen (12) des Spannrades (13) und die Ausnehmung (20) des Schaltsegments (14) in der Ausgangsstellung der Teile (13, 14) einander gegenüberstehen und der Übertritt des Mitnahmebolzens (11) von der Ausnehmung (20) des Schaltsegmentes (14) in die Ausnehmung (12) des Spannrades (13) beim Erreichen der Einschaltstellung sowie von der Ausnehmung (12) des Spannrades (13) in die Ausnehmung (20) des Schaltsegmentes (14) am Ende des Spannvorganges jeweils selbsttätig unter der Wirkung der Feder (3) erfolgt.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (18) für die Ruhelage des Mitnahmebolzens (11) vorgesehen ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsegment (14) anschließend an die Ausnehmung (20) eine Nase (21) besitzt.