DE2529790B1 - Antrieb fuer schalter, insbesondere lasttrennschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, in einem Gehäuse mit zwischen zwei Endanschlägen beweglicher Schaltbrükke, die mit einem longitudinal komprimierbaren Kraftspeicher verbunden ist.

Im allgemeinen erhalten Lasttrennschalter einen mittelbar wirkenden Antrieb, um sicherzustellen, daß die Schaltungen — unabhängig vom Bedienenden — immer mit der gleichen, ausreichenden Geschwindigkeit erfolgen.

Als mittelbare Antriebe werden Sprungantriebe und Speicherantriebe bezeichnet. Bei Sprungantrieben schließt sich an das Aufladen des Energiespeichers die Schaltung zwangsläufig an. Bei Speicherantrieben ist dies nicht der Fall. Nach dem Aufladen des Energiespeichers wird die Energie durch einen separaten Auslösebefehl freigesetzt. Bei handelsüblichen Schalterantrieben wird die Energie des Kraftspeichers zur Rotation der Schalterbetätigungswelle ausgenützt.
Als Antrieb für Sprungschalter wird üblicherweise ein Kippfederwerk eingesetzt, mit dessen Hilfe sowohl die Ein- als auch Ausschaltungen bewerkstelligt werden. Da die Löscheinrichtungen während des Spannvorgangs bis zum Kippunkt in Ruhestellung verharren müssen, ergibt sich daraus notwendigerweise ein Freilauf zwischen Betätigung am Schalthebel, d. h. Aufladung des Energiespeichers, und Löscheinrichtung. Die Verwendung des gleichen Kippfederwerks für Ein- und Ausschaltungen fordert, den Sprungpunkt des Federwerks möglichst nahe an den Kippunkt zu legen. Dies hat andererseits wiederum zur Folge, daß die dann zur Verfügung stehende Federenergie zunächst nur an einem kleinen Hebelarm wirkt. Dieser Nachteil macht sich besonders bei Ausschaltungen unangenehm bemerkbar, weil hier die Kontaktreibung zusätzlich zur Massenbeschleunigung mit überwunden werden muß.

Die Speicherschalter unterscheiden sich von den Sprungschaltern durch die Möglichkeit, daß in Stellung »Ein« des Geräts eine Ausschaltung mittels eines zusätzlichen Federwerks vorbereitet ist; dieses Speicherwerk wird — je nach den notwendigen Betätigungskräften — entweder vor oder zusammen mit dem Kippfederwerk gespannt. Diese Ausschaltspeicherung wird sowohl zur Fernauslösung als auch zum dreipoligen Ausschalten beim Ansprechen einer Sicherung benützt. Aus Rationalisierungsgründen bewirkt das Speicherwerk seine Ausschaltungen oft über das Durchschalten des normalen Kippfederwerks.
Die heute aus Sicherheitsgründen bevorzugte Kapse-

lung der Schaltgeräte schränkt deren optische Kontrolle zwangsläufig ein, so daß eine Schaltstellungserkennung am sichtbaren Betätigungselement große Bedeutung gewinnt. Im Gegensatz zu den Trennschaltern mit ihren unmittelbaren Antrieben erlauben die Lasttrennschalter über das Betätigungsmittel nur eine mittelbare Schaltstellungsübertragung an den Betätigungsort Dies ist solange ohne Nachteil, wie das Schaltgerät funktioniert Aber gerade im Fehlerfall — also beispielsweise bei festgeklemmten oder leicht verschweißten Schaltmessern — ist eine exakte Stellungserfassung besonders wichtig. Hierzu zeigen praktisch alle üblichen Gerätekonstruktionen einen entscheidenden Nachteil: Das Betätigungselement erreicht seine angestrebte Endstellung auch dann, wenn der Schalter — aus welchen Gründen auch immer — nicht gefolgt ist Dies gilt gleichermaßen für die Sprung- und Speicherausführungen.

Darüber hinaus besteht durch die Reibungskräfte in den Freilaufgliedern von unmittelbar wirkenden Antrieben während des Spannvorgangs die Gefahr, daß die Schaltbrücken sich bereits aus ihrer Grundstellung entfernen. Bei Einschaltvorgängen bedeutet das eine unzulässige Verringerung des Trennabstandes, bei der Ausschaltung dageben dürften die Kontaktkräfte in jedem Fall ausreichen, das Mitlaufen zu verhindern. Federrasten zum Festhalten der Brücke während des Spannens schaffen zusätzliche Justierprobleme.

Es besteht' die Aufgabe, einen Schalter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er bei einfachen und daher kostengünstigem kinematischen Aufbau eine Direktanzeige des Schaltzustandes ermöglicht

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der schaltbrückennahe Teil des Kraftspeichers schwenkbar ist um mindestens eine Drehachse, die senkrecht auf einer durch die Bewegungsrichtung der Schaltbrücke verlaufenden Ebene steht, daß der schaltbrückenferne Teil des Kraftspeichers in einer Führungskulisse verschiebbar gelagert und mit einer Handhabe versehen ist, daß der Kraftspeicher starr mit einem mechanischen Anzeigeelement verbunden ist das mit Gehäusemarkierungen zur Deckung kommt und daß der durch die Führungskulisse vorgegebene Betätigungsweg die beiden Ebenen schneidet die in den beiden Endlagen der Schaltbrücke jeweils senkrecht zur Bahn der Schaltbrücke durch die Drehachse verlaufen.

Durch die relative Lage von mit dem Kraftspeicher starr verbundenen mechanischen Anzeigeelementen und zugeordneten Gehäusemarkierungen sind alle möglichen Schaltzustände klar erkennbar. Insbesondere wird auch angezeigt wenn nach Überschreitung des Kippunktes die Schaltbrücke nicht losgelaufen ist oder losgelaufen ist und vor Erreichung ihrer Endlage durch Verklemmung zum Stillstand kommt Dies wird ermöglicht durch die direkte Rückwirkung der Schaltbrückenposition auf die Lage des Kraftspeichers relativ zu den Gehäusemarkierungen. Damit ist ein beträchtlicher Gewinn an Bedienungssicherheit verbunden. Diese Gestaltung ermöglicht einen plattenartigen, schmalen Aufbau des Antriebs. Damit ist die Voraussetzung gegeben, in raumökonomischer Weise Schaltfelder in engräumiger Feldteilung aufzubauen. Die Eigenart der Kinematik des Antriebs erzwingt ferner während des Spannvorgangs, daß bis zur Erreichung des Kippunktes die Schaltbrücke in ihrem jeweiligen Anfangszustand durch die Reaktionskraft des Kraftspeichers angepreßt wird. Das gefährliche Mitlaufen der Schaltbrücke während des Spannvorgangs wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung daher zuverlässig unterdrückt Der Kippunkt und damit ein labiles Gleichgewicht des Systems aus Kraftspeicher und Schaltbrücke ist erreicht, wenn der in der Führungskulisse geführte Teil des Kraftspeichers den Punkt erreicht hat, in dem die Führungskulisse geschnitten wird durch eine Ebene, die in der Anfangs- bzw. Endlage der Schaltbrücke jeweils senkrecht zur Bahn der Schaltbrücke durch die Drehachse verläuft. Nach Überschreiten der labilen Lage des Systems beim Betätigungsvorgang des Sprungschalters wird die Schaltbrücke progressiv in ihre neue Endlage beschleunigt. Für die Betätigung von Schubschaltern ist es günstig, daß die Schaltbrücke auf einer zentralen, geradlinigen, ortsfesten Schaltbrückenführung gleitet

In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Führungskulisse geradlinig und parallel zur Schaltbrükkenführung. Damit wird eine verhältnismäßig gleichbleibende Kraftwirkung und damit Beschleunigung der Schaltbrücke während des Schaltvorgangs bewirkt. Durch einen winkligen Verlauf von Führungskulisse und Schaltbrückenführung ist ein verändertes Beschleunigungsverhalten der Schaltbrücke erreichbar.

Als Kraftspeicher kann eine Langhubfeder dienen, die auch nach dem Schaltvorgang leicht vorgespannt bleibt. Die Vorspannung dient dazu, um Schaltbrücke und den in der Kulisse gelagerten Teil des Kraftspeichers in einer stabilen Endlage leicht federnd anzupressen.

Dabei ist es günstig, die Langhubfeder konzentrisch um eine Teleskop-Federführungsstange anzuordnen und die beiden Teile der Teleskop-Federführungsstange gegeneinander verdrehungsgesichert anzubringen. Damit ist die Langhubfeder in axialer Richtung stabilisiert und die Handhabe am Ende des Federspeichers ohne Verdrehungsgefahr in der Führungskulisse geführt.

Aus Sicherheitsgründen ist es günstig, daß Langhubfeder und Teleskop-Federführungsstange von einem konzentrischen Isolierfaltenbalg umschlossen sind. Dies kommt beispielsweise dann zum Tragen, wenn die den drei Drehstromphasen zugeordneten Schubschalter in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind und durch einen erfindungsgemäßen Antrieb betätigt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Teleskop-Federführungsstange senkrecht zu ihrer Achse Gleitbolzen auf, die in der Führungskulisse beweglich sind und die starr verbundene, axiale Ansätze aufweisen, die backenförmig gestaltet sind. Die Gleitbolzen dienen der präzisen Führung des Kraftspeichers in der Führungskulisse und übertragen die Reaktionskraft des Kraftspeichers auf die als Widerlager dienende Führungskulisse. Die backenförmig gestalteten axialen Ansätze der Gleitbolzen dienen zum Ansetzen eines Werkzeugs, um im Falle einer Verklemmung der Schaltbrücke auf diese über die Teleskop-Federführungsstange ein zusätzliches Losbrechmoment auszuüben. Damit wird durch äußere Einwirkung ohne Eingriff ins Innere des Antriebs ein Großteil von Verklemmungen oder Verschweißungen der Schaltbrücke behebbar. Für die Betätigung des Antriebs ist es vorteilhaft daß die Gleitbolzen als Handhabe axiale Fortsetzungen in Form drehbarer Handgriffe tragen.

Eine konstruktiv und fertigungstechnisch günstige Lösung liegt darin, daß als Anzeigeelement der über die Gleitbolzen hinausragende, der Schaltbrücke abgewandte Teil der Teleskop-Federführungsstange dient. Dabei ist es vorteilhaft wenn die kreisrunde Endfläche der Teleskop-Federführungsstange eine Ablesemarke

aufweist und das Gehäuse für alle stabilen Lagen der Teleskop-Federführungsstange Sichtfenster für die Ablesemarke enthält Erscheint die Ablesemarke nicht im Sichtfenster, so ist eine Störung im Schaltbrückenablauf eingetreten. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß als Anzeigeelement eine Markierung des Gleitbolzens oder eines mit ihm starr verbundenen Elements dient. In diesem Fall folgt aus der Winkelstellung der Gleitbolzenmarkierung zu Gehäusemarkierungen eine Aussage über den Schaltzustand.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schaltbrücke durch eine lösbare Verriegelung in mindestens einer Endlage arretierbar. Damit ist mit lediglich geringfügigem mechanischen und finanziellem Aufwand die Umrüstung des Sprungschalters in einen Speicherschalter möglich. Das herkömmliche Durchschalten eines Kippfedersprungwerks mit einem additiven Speicherwerk ist im Vergleich dazu mit erheblichen Nachteilen belastet; denn zum einen ist es notwendig, ein weiteres Federwerk zu montieren, zum anderen werden damit hohe Betätigungskraft und komplizierte Gestängeumleitungen notwendig. Bei der erfindungsge- ' mäßen Lösung dagegen dient der Kraftspeicher des Sprungantriebs im Falle der Umrüstung gleichzeitig als Kraftspeicher für den Speicherantrieb. Dabei kann durch die geeignete Dimensionierung von Schaltbrükkenlänge und Schaltbrückenführungsweg erreicht werden, daß mit einer einzigen Verriegelung eine Arretierung der Schaltbrücke in beiden Endlagen möglich wird. Dadurch können sowohl Ein- als auch Ausschaltungen gespeichert werden. Im Gegensatz dazu können heute übliche Speicherausführungen nur eine Ausschaltung speichern. Die Speicherfähigkeit einer Ein- oder Ausschaltung des gleichen Schalters erlaubt gelegentlich den Verzicht auf teuere Fernantriebe. An seine Stelle tritt lediglich ein Fernauslöser.

Es ist günstig, wenn die Schaltbrückenführung die Verriegelung enthält. Dabei kann die Verriegelung aus in radialer Richtung beweglichen Sperrelementen bestehen. Damit kann die Schaltbrücke in einer Endlage arretiert werden. Die Rückbewegung dieser Sperrelemente ins Schaltbrückeninnere löst den Schaltvorgang aus, wenn der Kraftspeicher sich im aufgeladenen Zustand befindet. Das bereits erwähnte Anzeigesystem aus Anzeigeelementen und Gehäusemarkierungen gestattet auch, die Zustände des Antriebs »Gespannt für Einschaltung« sowie »Gespannt für Ausschaltung« klar erkenntlich zu machen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in den F i g. 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Antriebs,

F i g. 2 eine Ansicht des Kraftspeichers mit Teleskop-Federführungsstange und Handhabe,

F i g. 3 als Ausschnitt aus F i g. 1 einen Teil der Schaltbrücke mit Schaltbrückenführung, wobei Verriegelung und Auslösebetätigungselemente dargestellt sind,

Fig.4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV durch die mit Sperrelementen versehene Schaltbrükkenführung und

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines dreiphasigen Lasttrennschalters mit dem erfindungsgemäßen Schaltantrieb.

In der in F i g. 1 dargestellten Seitenansicht des Antriebs ist mit 1 die zentrale, geradlinige Schaltbrükkenführung bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Schaltbrückenführung ein Rohr. Auf der Schaltbrückenführung gleitet die Schaltbrücke 2 zwischen zwei Endanschlägen 3 und 4. Die Schaltbrücke wird weiter unten näher beschrieben. Liegt die Schaltbrücke am Endanschlag 3 an, befinden sich die den Phasen zugeordneten mit der Schaltbrücke verbundenen Schubschalter in der Stellung »Aus«, beim Anliegen der Schaltbrücke am Endanschlag 4 in der Stellung »Ein«. Die Schaltbrücke 2 ist durch Kugellager-Laufrollen 5 reibungsarm auf der Schaltbrückenführung gelagert.

Für Sonderfälle kann unter anderem die Schaltbrükkenführung auch kreisringförmig gekrümmt sein. Durch die Bewegung der Schaltbrücke zwischen den Endlagen wird in diesem Fall durch einen mit der Schaltbrücke verbundenen, in Richtung des Krümmungsradius verlaufenden Betätigungsarm eine Drehbewegung auf eine senkrecht zum Krümmungsradius verlaufende Drehachse übertragen. Auf diese Weise können Schalter ein- und ausgeschaltet werden, für deren Betätigung eine Drehbewegung notwendig ist.

Mit der Schaltbrücke ist um die Drehachse 6 schwenkbar ein in Längsrichtung komprimierbarer Kraftspeicher verbunden. Im Ausführungsbeispiel dient als Kraftspeicher eine Langhubfeder 7, die durch die beiden Teile 12 und 13 einer Teleskopstange in ihrer Achsenrichtung geführt und stabilisiert wird. Die langhubige Schraubenfeder 7 ist konzentrisch um die Teleskop-Federführungsstange 12, 13 angeordnet. Beide Teile 12,13 der Teleskop-Federführungsstange sind verdrehungsgesichert gegeneinander angeordnet. Dies erfolgt durch einen in axialer Richtung verlaufenden Vorsprung 14 des unteren Teils 12 der Teleskop-Federführungsstange sowie einen ebenfalls in axialer Richtung verlaufenden, an die Form des Vorsprungs angepaßten Kanal 15 des oberen Teils 13 der Teleskop-Federführungsstange. Teleskop-Federführungsstange 12,13 und Langhubfeder 7 sind von einem konzentrischen Isolier-Faltenbalg 16 umschlossen. Diese Maßnahme dient einerseits dem Schutz der aufeinandergleitenden Teile der Teleskop-Federführungsstange 12, 13 sowie der Langhubfeder 7 gegen Verschmutzung, andererseits wird ein Überschlag von spannungsführenden Teilen zur Teleskop-Federführungsstange 12,13 bei Unterschreitung des Mindestabstandes zuverlässig verhindert. Der obere Teil 13 der Teleskop-Federführungsstange weist senkrecht zur Achse Gleitbolzen 11 auf, die starr mit der Teleskop-Federführungsstange verbunden sind. Die Gleitbolzen dienen der Führung der Teleskop-Federführungsstange in einer Führungskulisse 8. Auf der Verlängerung der Gleitbolzen in axialer Richtung sind als Handhabe drehbare Handgriffe 17 angebracht.

Die Führungskulisse 8 legt den Betätigungsweg des der Handhabe 17 zugeordneten Teils 13 der Teleskop-Federführungsstange fest. Im Ausführungsbeispiel verläuft die Führungskulisse 8 geradlinig und parallel zur ebenfalls geradlinigen Schaltbrückenführung 1. Die Führungskulisse 8 weist in ihrem unteren Teil einen Punkt Pz auf. Dieser Punkt ergibt sich als Schnittpunkt der Führungskulissenachse 8a mit einer Ebene E₂. Diese Ebene E₂ verläuft durch die Drehachse 6 an der Schaltbrücke 2 und steht senkrecht auf dem Schaltbrükkenführungsrohr 1 in der Aus-Stellung der Schaltbrücke 2. Wird die Handhabe 17 des Schalterantriebs aus der gezeichneten oberen Endlage 10a in der Führungskulisse 8 nach unten bewegt, so wird die als Kraftspeicher dienende Langhubfeder 7 komprimiert, wobei durch die Reaktionskraft der Feder 7 die Schaltbrücke 2 gegen

den Endanschlag 3 ihrer Ausgangslage angepreßt wird. Damit wird zuverlässig verhindert, daß während des Spannvorgangs die Schaltbrücke 2 sich bereits aus ihrer Grundstellung entfernt Die unzulässige Verringerung des Trennabstandes bei Einschaltvorgängen bleibt damit ausgeschlossen. Erst wenn die Achse des Gleitbolzens 11 den Punkt Pi erreicht, gerät das System aus Schaltbrücke 2 und Kraftspeicher 7 in ein labiles Gleichgewicht. Die bisher anstehende Festhaltekraft an der Schaltbrücke 2 wird zu Null. Bei Überschreiten des Punktes P₂ nach unten schließlich wird die in der Feder 7 gespeicherte Energie freigesetzt Der Gleitbolzen wird in die Endlage 10 der Führungskulisse 8 beschleunigt, die Schaltbrücke 2 in Richtung auf ihren zweiten Endanschlag 4, der der Einschaltstellung der mit der Schaltbrücke 2 verbundenen Schalter zugeordnet ist.

Auch nach Erreichen des neuen Schaltzustandes wirkt in Richtung der Teleskop-Federführungsstange 12, 13 eine gewisse Kraft zwischen der Schaltbrücke 2 und den Gleitbolzen 11 in ihrer neuen Endlage 106 in axialer Richtung der Teleskop-Federführungsstange, da die Langhubfeder 7 leicht vorgespannt bleibt. Damit wird eine zuverlässige, leicht federnde Festhaltung in den jeweiligen Endlagen 10a oder 106 gewährleistet.

Eine Ausschaltung durch die als Sprungantrieb wirkende Anordnung wird durch einen Betätigungsvorgang in umgekehrter Richtung durchgeführt. Die Handhabe wird in der Führungskulisse 8 nach oben bewegt. Bei Überschreiten des Punktes P\, der analog wie der Punkt P₂ festgelegt ist, entlädt sich der Kraftspeicher 7 und schleudert die Schaltbrücke 2 in die gewünschte Endlage.

Mit einer winkligen Anordnung von Schaltbrückenführung 1 und Führungskulisse 8 sowie durch eine von der geradlinigen Gestaltung abweichende Formgebung der Führungskulisse 8 kann die Kraftwirkung auf die Schaltbrücke 2 sowie die Kraftrückwirkung auf den Bewegungsablauf der Handhabe 17 in der Führungskulisse 8 angepaßt werden.

Das Gehäuse 9 des Schalterantriebs weist Sichtfenster 19, 20, 21 und 22 auf. Durch diese Sichtfenster ist eine Ablesemarke optisch erfaßbar, die auf der kreisrunden Endfläche 25 des über die Gleitbolzen in axialer Richtung hinausragenden Teils 18 der Teleskop-Federführungsstange aufgebracht sind. In der F i g. 1 ist die Ablesemarke durch das Sichtfenster 19 erkennbar. Diese Position der Ablesemarke ist kennzeichnend für den Schaltzustand »Aus«. Befände sich die Schaltbrücke am Endanschlag 4 und der Gleitbolzen 11 in der entgegengesetzten Endstellung 106, so würde die Ablesemarke in dem Sichtfenster 22 den Schaltzustand »Ein« kenntlich machen. Sollte die Schaltbrücke in der Stellung »Aus« verschweißt sein, würde die Handhabe 17 nach einem Einschaltversuch die für die Einschaltstellung vorgesehene Endstellung 106 der Führungskulisse 8 einnehmen. Die Ablesemarke auf der Endfläche 25 jedoch würde in diesem Fall nicht im Fenster 22 sichtbar sein, sondern durch ihr Erscheinen im Sichtfenster 21 den Störungsfall signalisieren. Ein Verschweißen oder Festhalten der Schaltbrücke 2 in der Einschaltstellung würde nach einem Ausschaltversuch, der eine Verschiebung der Handhabe 11 in die obere Endstellung 10a der Führungskulisse 8 bewirken würde, durch die in dem Sichtfenster 20 erscheinende Ablesemarke von außen erkennbar werden. Erfährt die Schaltbrücke 2 bei ihrem Bewegungsablauf vor Erreichen des Endanschlags eine Hemmung, die eine weitere Schaltbewegung ausschließt, so wird die Ablesemarke in keinem Sichtfenster erscheinen, so daß auch dieser Störungsfall durch eine charakteristische Anzeige signalisiert wird. Somit wird eine exakte Stellungsanzeige am Antrieb erreicht, die zwar auch mittelbar arbeitet, aber trotzdem unmittelbar anzeigt.

In Fi g. 1 wird durch Sperrelemente in Form von gestrichelt eingezeichneten Kugeln 26 die Möglichkeit der lösbaren Arretierung der Schaltbrücke 2 angedeutet. Die Kugeln 26 dienen dabei als Sperrelemente, die aus der Schaltbrückenführung 1 herausragen können und somit den Schaltbrückenablauf sperren, oder die Kugeln können ins Innere der Schaltbrückenführung 1 gleiten, wobei der Schaltbrückenablauf freigegeben wird. Die Stellung der Kugeln wird durch ein äußeres Betätigungselement vorgegeben, wie im folgenden noch näher erläutert werden wird. Diese Möglichkeit der Arretierung der Schaltbrücke 2 gestattet ohne Schwierigkeiten den Sprungschalter unter geringem Montageaufwand in einen Speicherantrieb umzurüsten. Damit gehen beträchtliche fertigungstechnische Vorteile einher; denn ein und dasselbe Basismodell wird je nach Bedarf als Sprungantrieb oder als Speicherantrieb ausgeführt.

Der so durch Umrüstung erhaltene Speicherantrieb wird beispielsweise für eine gespeicherte Einschaltung vorbereitet wie folgt: Die in der Ausschaltstellung befindliche Schaltbrücke 2 wird cjurch Betätigung der Kugelraste arretiert. Der Kraftspeicher 7 wird durch Herabziehen der Handhabe 17 in die Endstellung 106 vorgespannt. Dabei erscheint die Ablesemarke auf der Endfläche 25 der Teleskop-Federführungsstange im Sichtfenster 21 und kennzeichnet damit den Zustand »Gespannt für Einschaltung«. Bei Lösen der Arretierung durch Hand- oder Fernbetätigung entspannt sich der Kraftspeicher 7 und bringt die mit der Schaltbrücke 2 verbundenen Schalter in die Einschaltstellung. Ganz analog kann der Antrieb für die Speicherung eines Ausschaltvorganges eingesetzt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Antrieb können also sowohl Ein- als auch Ausschaltvorgänge gespeichert werden. Auch auf anstehende »Ein«- oder »Aus«-Kommandos, die beispielsweise bei »Aus«-Kommandos durch Sicherungen vorgegeben sein können, kann gefahrlos geschaltet werden.

Dabei können für die Festlegung der Schaltbrücke 2 in der Ausschaltstellung und für die Festlegung in der Einschaltstellung getrennt angeordnete und auslösbare Arretierungsmittel eingesetzt werden. Besonders günstig erscheint es jedoch, mit nur einer Arretierung die Speicherung entweder der Einschaltstellung oder der Ausschaltstellung vorzunehmen. Dies wird möglich durch die geeignete Dimensionierung der Schaltbrükkenlänge sowie des Betätigungsweges, wobei in diesem Falle die Arretierung in der Mitte zwischen beiden Endstellungen der Schaltbrücke erfolgen muß.

Die Stellungsanzeige der Schaltbrücke 2 erfolgt beim Ausführungsbeispiel durch die Zuordnung der Sichtfenster 19, 20, 21 und 22 und der Ablesemarke auf der kreisrunden Endfläche 25 der Teleskop-Federführungsstange 12, 13. Die gleiche Aufgabe kann jedoch auch durch eine Markierung des Gleitbolzens 11 oder eines mit ihm starr verbundenen Elementes erfüllt werden. In diesem Falle ist aus der Winkellage der Markierung relativ zu Gehäusemarkierungen klar kenntlich, in welchem Schaltzustand sich Schaltbrücke 2 und Kraftspeicher 7 befinden.

Der in F i g. 1 nur in einer Seitenansicht gezeichnete Kraftspeicher 7 nebst Handhabe 17 und Anzeigeele-

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ment ist in Fig.2 in einer Draufsicht dargestellt. Senkrecht zur axialen Erstreckung des Kraftspeichers 7 ragen beiderseits die Gleitbolzen 11 starr verbunden mit der Teleskop-Federführungsstange 12, 13 heraus. Die Gleitbolzen 11 weisen in axialer Richtung starr verbundene Ansätze 23 auf. Diese Ansätze sind backenförmig gestaltet und erlauben das formschlüssige Aufsetzen eines schlüsselartigen Werkzeugs, das nur nach einer Drehrichtung hin einen Leerlauf aufweist, um Gefährdungen der Bedienungsperson beim Loslaufen der Schaltbrücke zu verhindern. Ist der ordnungsgemäße Bewegungsablauf der Schaltbrücke 2 durch Verklemmen oder leichte Verschweißung nicht möglich, so kann durch ein auf die Backen 23 aufgesetztes Werkzeug über die Teleskop-Federführungsstange 12,13 eine zusätzliehe Kraft auf die Schaltbrücke 2 ausgeübt werden. Im Störungsfall werden im allgemeinen unter dem Einfluß der zusätzlichen Kraft Verklemmungen der Schaltbrükke 2 gelöst, und auf diese Weise Notschaltungen durchführbar. Auf axialen Verlängerungen der Ansätze 23 sind drehbare Handgriffe 17 als Handhabe angebracht, um die unmittelbare Schalterbetätigung beim Sprungschalter oder die Aufladung des Kraftspeichers im Falle des Speicherfederwerks durch das Bedienungspersonal zu ermöglichen.

In den F i g. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer lösbaren Verriegelung der Schaltbrücke 2 dargestellt, durch die der Sprungschalter zum Speicherschalter umgerüstet werden kann. Die rohrförmige Schaltbrükkenführung 1 weist eine zentrale durchgehende, kreisrunde Höhlung 28 auf. Auf der Schaltbrückenführung 1 sitzt die Schaltbrücke 2, die durch eine Gleitbuchse 34 auf der Schaltbrückenführung 1 verschiebbar gehaltert ist. Die Laufrollen 5 dienen der Herabsetzung der Reibung beim Bewegungsablauf der Schaltbrücke. Im gezeichneten Zustand wird der Bewegungsablauf der Schaltbrücke 2 nach links gehindert durch Kugeln 26, die über den Umfang des Schaltbrückenführungsrohrs 1 hinausragen und die Schaltbrücke 2 damit in ihrer momentanen Lage arretieren. In der zylindrischen Höhlung 28 des Schaltbrückenführungsrohres 1 liegt eine drehbar gelagerte Auslösewelle 27. Das aus dem Antriebsgehäuse 9 herausragende Ende dieser Auslösewelle 27 ist mit einem Auslösedrehgriff 30 versehen. Ebenfalls außerhalb des Antriebsgehäuses ist die Auslösewelle 27 mit einer als Rückstellfeder wirkenden Schraubenfeder 29 verbunden, die der Auslösewelle 27 bezüglich einer möglichen Verdrehung eine stabile Endlage vorgibt.

Diese stabile Endlage entspricht der in F i g. 4 anhand des Schnittes IV-IV dargestellten Lage der Auslösewelle 27 relativ zum Schaltbrückenführungsrohr 1. Die in radialer Richtung in Bohrungen 32 verschiebbar gelagerten Kugeln 26 ragen in dieser Stellung der Auslösewelle 27 über den Umfang des Schaltbrückenführungsrohres 1 hinaus und hindern so den Bewegungsablauf der Schaltbrücke. Wird der Auslösedrehgriff 30 um den Auslösewinkel α gegen die Kraft der Rückstellfeder 29 verdreht, kommen die kugelkalottenförmigen, an die Form der Sperrkugeln angepaßten Ausnehmungen 31 direkt unter die Kugeln 26 zu liegen. Daher gleiten die Kugeln 26 in radialer Richtung ins Innere des Schaltbrückenführungsrohres 1 zurück und geben damit den Ablauf der Schaltbrücke 2 frei. Befand sich der Kraftspeicher 7 vor der Freigabe im aufgeladenen Zustand, wird jetzt eine Schalthandlung erfolgen. Diese Schalthandlung kann je nach Ausgangslage der Schaltbrücke eine Einschaltung oder eine Ausschaltung sein. Der Weg der Schaltbrücke 2 wird dabei über die Schubstange 33 auf die zu betätigenden Schalter übertragen.

Nach der Schalthandlung steht die Auslösewelle 27 unter der Wirkung der rückstellenden Kraft der Rückstellfeder 29. Die Auslösewelle 27 wird daher um den Auslösewinkel« zurückgedreht, bis sie einen in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlag erreicht. Dabei werden die Kugeln 26 wieder nach außen in ihre Sperrstellung gedrückt Der Antrieb kann nunmehr bereits wieder für die nächste Schaltung durch Aufladung des Kraftspeichers 7 vorbereitet werden. Die Freigabe des Schaltbrückenablaufs durch Verdrehung der Auslösewelle 27 um den Auslösewinkel α kann außer durch manuelle Betätigung auch durch Sicherungen, die im Kurzschlußfall ansprechen und eine Ausschaltung bewirken, erfolgen.

Das als Basismodell ausgeführte Sprungfederwerk kann bereits in der Schaltbrückenführung die zur Aufnahme der Kugeln notwendigen Kugelbohrungen 32 und die zylindrische Höhlung 28 enthalten. Zur Umrüstung eines Sprungantriebs zu einem Speicherantrieb bedarf es dann lediglich der Einbringung der als Sperrelemente dienenden Kugeln 26, der Einführung der Auslösewelle 27 mit Rückstellfeder 29 und Auslösedrehgriff 30 sowie eventuell einer Fernauslösung und einer Auslösung durch Einwirkung einer Sicherung. Daraus wird ersichtlich, mit welchem geringen Aufwand die Umrüstung des Sprungantriebs zum Speicherantrieb erreichbar ist. Der Antrieb ist vorzugsweise für Lasttrennschalter geeignet, jedoch kann er auch als billiger Antrieb für Leistungsschalter und eine Reihe weiterer Schalterarten eingesetzt werden.

F i g. 5 veranschaulicht anhand einer schematischen Darstellung eine Einsatzmöglichkeit für den erfindungsgemäßen Antrieb. Drei Lasttrennschalter 35, die den drei Phasen R, S, Γ zugeordnet sind, sind in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks in einer Ebene angeordnet. Durch Isolierkörper 36 sind sie mit der Schaltbrücke 2 mechanisch starr verbunden, die Schaltbrücke 2 gleitet auf der Schaltbrückenführung 1. Der Antrieb der Schaltbrücke 2 erfolgt durch den Kraftspeicher 7, der auf die Teleskop-Federführungsstange 12, 13 aufgebracht ist. In diesem Falle ist der Abstand der Teleskop-Federführungsstange zu den spannungsführenden Teilen R und T kleiner als der Mindestabstand zwischen den Phasen R und 5 oder 5 und T. Aus Sicherheitsgründen ist in diesem Fall die Isolationswirkung des Isolierfaltenbalgs 16 unbedingt nötig. Die einzelnen Trennschalter nebst Antriebselementen sind in einer zylindrischen Rohrhülle 37 gekapselt. Die Kapselung weist eine kanalähnliche Ausformung 40 auf, die die Führungskulisse für die Gleitbolzen sowie die Sichtfenster 19, 20, 21 und 22 für die Ablesemarke auf der kreisrunden Endfläche 25 des Teleskop-Federführungsstangenteils 18 enthält. Links und rechts ragen aus der kanalähnlichen Ausformung 40 als Handhabe die Handgriffe 17 heraus.

Eine derartige Anordnung aus Schaltern und Antrieb kann vom Hersteller als Einheit gefertigt und geprüft werden. Am Einsatzort entfällt die mit Montageaufwand verbundene Zuordnung von Schalter und Antrieb. Es bedarf lediglich noch des Einbaus der kompletten Einheit. Damit können Kosten gespart und Fehler ausgeschlossen werden. Die in Fig.5 angegebene Schalteinrichtung zeichnet sich durch einen präzisen Gleichlauf der den drei Phasen zugeordneten Löschein-

richtungen aus.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß durch die Erfindung ein sicherer, raumökonomischer Antrieb gefunden wurde, dessen als Basismodell ausgeführtes Sprungwerk mit nur geringfügigem Aufwand in ein Speicherwerk umgerüstet werden kann. Dabei können sowohl Ein- als auch Ausschaltungen gespeichert

werden. Die einfache Kinematik gestattet eine kostengünstige Fertigung des Schalters, wobei durch die Eigenart der Kinematik ein Vorlaufen der Schaltbrücke während des Spannvorganges verhindert und eine präzise Anzeige des Schaltzustandes nach außen erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Antrieb für Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, in einem Gehäuse mit zwischen zwei Endanschlägen beweglicher Schaltbrücke, die mit einem longitudinal komprimierbaren Kraftspeicher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltbrückennahe Teil des Kraftspeichers

(7) schwenkbar ist um mindestens eine Drehachse (6), die senkrecht auf einer durch die Bewegungsrichtung der Schaltbrücke verlaufenden Ebene steht, daß der schaltbrückenferne Teil des Kraftspeichers (7) in einer Führungskulisse (8) verschiebbar gelagert und mit einer Handhabe (7) versehen ist, daß der Kraftspeicher (7) starr mit einem mechanischen Anzeigeelement (18) verbunden ist, das mit Gehäusemarkierungen (19,20,21,22) zur Deckung kommt und daß der durch die Führungskulisse vorgegebene Betätigungsweg die beiden Ebenen (E₁, Ei) durchstößt, die in den beiden Endlagen der Schaltbrücke jeweils senkrecht zur Bahn der Schaltbrücke (2) durch die Drehachse (6) verlaufen.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke (2) auf einer zentralen, geradlinigen, ortsfesten Schaltbrückenführung (1) gleitet.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskulisse (8) geradlinig und parallel zur Schaltbrückenführung (1) verläuft.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (7) eine Langhubfeder ist, die auch nach einem Schaltvorgang leicht vorgespannt ist.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Langhubfeder konzentrisch um eine Teleskop-Federführungsstange (12, 13) angeordnet ist.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (12, 13) der Teleskop-Federführungsstange gegeneinander verdrehungsgesichert (14, 15) sind.

7. Antrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Langhubfeder und Teleskop-Federführungsstange (12, 13) von einem konzentrischen Isolier-Faltenbalg (16) umschlossen sind.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskop-Federführungsstange (12, 13) senkrecht zu ihrer Achse Gleitbolzen (11) aufweist, die in der Führungskulisse

(8) beweglich sind und die starr verbundene axiale Ansätze (23) aufweisen, die backenförmig gestaltet sind.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbolzen als Handhabe axiale Fortsetzungen in Form drehbarer Handgriffe (17) tragen.

10. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeelement der über die Gleitbolzen (11) hinausragende, der Schaltbrücke (2) abgewandte Teil (18) der Teleskop-Federführungsstange (12,13) dient.

11. Antrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeelement eine Markierung (24) des Gleitbolzens (11) oder eines mit ihm starr verbundenen Elementes dient.

12. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Endfläche (25) der

Teleskop-Federführungsstange (12,13) eine Ablesemarke aufweist und daß das Gehäuse (9) für alle stabilen Lagen der Teleskop-Federführungsstange (12, 13) Sichtfenster (19, 20, 21, 22) für die Ablesemarke enthält.

13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine lösbare Verriegelung (26, 27, 30) die Schaltbrücke (2) in mindestens einer Endlage arretierbar ist.

14. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrückenführung (1) die Verriegelung (26,27) enthält.

15. Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung (26) aus in radialer Richtung beweglichen Sperrelementen (26) besteht.