DE2603536C3 - Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung befallt sicii mit einer Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte η ι einem Federkraftspeicher, der beim Einschalten freigegeben wird und dabei zugleich mit der Betätigung der Schaltglieder eine Ausschaltfeder spannt, wobei das zur Einleitung und Abnahme der Energie des Federkraftspeichers dienende bewegliche Widerlager mit verklinkbaren Übertragungsgliedern in Verbindung steht.

Die Energiespeicher, beispielsweise Zug- oder Druckfedern, dienen dazu, die für die Schaltvorgänge benötigte Energie zu liefern und müssen daher ständig betriebsbereit sein. Bei einer bekannten Ausführung elektrischer Leistungsschalter (DT-OS 22 36 788) wird eine Feder durch einen Antriebsmotor über ein Klinkengesperre schrittweise gespannt, wofür ein verhältnismäßig kleiner Motor ausreichend ist. Im gespannten Zustand wird der Antrieb verklinkt, so daß nun durch einen Schaltbefehl ein Schaltvorgang ausgelöst werden kann. Der Energiespeicher ist hierbei derart be-.ies: en, daß er sowohl die zum Einschalten als auch die zu.n Ausschalten des Schalters benötigte Energie speichert Die Spannung des Energiespeichers für die Ausschaltung vollzieht sich dabei während des Einschaltvorganges. Daher kann der Schalter unmittelbar nach der Einsc' iltung wieder ausgeschaltet werden. Es sind jedoch auch andere Anordnungen und Wirkungsweisen von Energiespeichern bekannt, z. B. mit getrennt zu spannenden Federn.

Diesen Antriebsvorrichtungen ist gemeinsam, daß aus Sicherheitsgründen stets mit einem Energieüberschuß gearbeitet werden muß. Besonders große Energien treten dann auf. wenn — wie vorstehend erwähnt — in einer Feder zugleich Ein- und Ausschaltenergif gespeichert wird. Der Energieüberschuß, der nach der Durchführung eines Schaltvorganges verbleibt, beansprucht nicht nur die Antriebsvorrichtungen, sondern auch die Schaltgeräte als Ganzes in erheblichem Maß. Vor allem treten starke Beanspruchungen von Lager- > stellen, Hebeln, Zahnrädern, Kurvenscheiben und ähnlichen Teilen auf, während das ganze Schaltgerät eine schlagartige Erschütterung erfährt An besonders hoch beanspruchten Teilen, zu denen im vorliegenden Zusammenhang auch Schütze und Relais gehören,

in können auch vorzeitige Verschleißerscheinuhgen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den Energieüberschuß bedingte starke Beanspruchung der Schaltgeräte zu vermindern. Hierzu ist gemäß der

ι "> Erfindung vorgesehen, daß das bewegliche Widerlager des Energiespeichers als Kolben in einen ortsfesten Zylinder eingreifend angeordnet ist Dadurch wird eine wirksame, aus nur wenigen Teilen bestehende und selbst praktisch keiner Abnutzung unterworfene Df.mpfungs-

Ji) einrichtung geschaffen. Es sind zwar allgemein Maßnahmen zur Schwingungsdämpfung bekannt, die mit energieverzehrenden Anschlägen aus gummielastischem Material oder anderen Werkstoffen arbeiten. Ferner ist die Dämpfungswirkung von Anordnungen

->ί bekannt die aus einem Kolben und einem Zylinder bestehen.

Bei Schaltgeräten mit pneumatischem Antrieb ist es auch bekannt eiiK- gesonderte hydraulische Dämpfungseinrichtung zu verwenden (GB-PS 7 53 152). Diese

κι Einrichtung besteht aus einem Zylinder, einem Kolben und einer Feder und enthält eine viskose Flüssigkeit. Um die Dämpfungseinrichtung wirksam zu machen, ist sie durch ein Gestänge mit dem Antriebsgestänge der Schaltglieder verbunden.

1Ί Das Wesen der Erfindung besteht demgegenüber in der Erkenntnis, daß sich mit Hilfe einer aus sehr einfachen zusätzlichen Teilen bestehenden Anordnung, die unmittelbar mit dem Energiespeicher zusammenwirkt eine so wesentliche Stoßdämpfung erreichen läßt,

w daß die Lebensdauer von Schaltge'äten der vorliegenden Art und der Schaltanlagen, in die sie eingebaut sind, erheblich gesteigert werden kann.

Die Antriebsvorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß eine als Energiespeicher vorgesehene Feder mittels

•ti eines Federtellers auf wenigstens einer Führungsstange geführt ist die an einem als feststehendes Widerlager dienenden Lagerbock befestigt ist, und daß der Federteller als Kolben in einen mit dem Lagerbock verbundenen Hohlzylinder eingreift. Der gewünschte

V) Grad der Dämpfung kann durch das Spiel beeinflußt werden, das zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung vorhanden ist Da eine mechanische Beanspruchung nicht stattfindet, arbeitet die Dämpfungseinrichtung praktisch ohne Verschleiß, im Gegensatz zu

Vj Anordnungen, die sich dämpfender Körper aus gummielastischen Massen bedienen.

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

mi Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen dreipoligen Mittelspannungs-Leistungsschalter.

Die Dampfungseinrichtung für den Energiespeicher des in Fig. 1 gezeigten Schalters ist in der Fig. 2 gesondert in größerem Maßstab dargestellt.

hi Der in Fig. 1 gezeigte Leistungsschalter besitzt eine Antriebsvorrichtung mit einem Gehäuse 1, das durch ein U-förmig gebogenes Blechteil mit Schenkeln 2 und 3 gebildet wird, die an den Enden nach außen gerichtete

Abwinklungen 4 und 5 tragen. Diese Abwinklungen dienen einerseits der Versteifung und können zugleich zur Anbringung einer nicht dargestellten Abdeckung dienen, welche die gesamte Antriebsvorrichtung nach außen abschließt An dem Mittelteil 6 des Gehäuses 1 sind parallel zueinander zwei Tragschienen 7 und 10 befestigt, die mit Bohrungen 8 und 9 zur Befestigung der Schalterpole und weiteren Bohrungen 11 und 12 zur Befestigung des ganzen Leistungsschalters versehen sind. Einer der Schalterpole 31 ist schematisch gezeigt In den Schenkeln 2 und 3 des Gehäuses 1 ist eine Tragschiene 13 befestigt, die das Gehäuse 1 versteift und deren über das Gehäuse 1 überstehende Enden 14 und 15 zur Aufhängung einer Einschaltfeder 16 und einer Ausschaltfeder 17 dienen. Die Einscbaltfeder 16 wirkt mit einem Kurbelarm 20 zusammen, der an dem feststehenden Ende einer Spannwelle 21 befestigt ist Oberhalb der Spannwelle 21 ist in den Schenkeln 2 und 3 eine Schalterwelle 22 gelagert, die ebenfalls ein überstehendes Ende mit einem Kurbelarm 23 aufweist. Mit diesem Kurbelarm wirkt die Ausschaltfeder 17 zusammen. Die Einschaltfeder 16 ist derart bemessen, daß sie außer der Einschaltenergie auch die Ausschaltenergie zu speichern vermag, die während des Einschaltvorganges auf die Ausschaltfeder 17 übertragen wird.

In der F i g. 1 sind ferner in schematischer Darstellung weitere Bestandteile der Antriebsvorrichtung eingezeichnet Eine Einheit 24 enthält einen Motor und ein geeignetes Getriebe zum Spannen der Einschaltfeder 16 mittels einer Schubkurbel 34 und einer in ein Klinkenrad 36 eingreifenden Schubklinke 35. Unterhalb der Einheit 24 befinden sich Meldeschalter, die zu einem Block 25 zusammengefaßt sind. Neben der Einheit 24 und dem Block 25 ist in dem Gehäuse 1 ein Elektromagnet 26 angeordnet, durch den die gespannte Einschaltfeder 16 freigegeben werden kann. Hierzu wird in nicht dargestellter Weise eine Verklinkung der Spannwelle 21 gelöst Zu einer weiteren Einheit 27 sind Schaltgeräte zusammengefaßt, die zur Steuerung der Einheit 24 benötigt wurden. Unterhalb des Elektromagneten 26 und der weiteren Einheit 27 ist ein Einbauraum für drei Auslöseeinheiten 30 gleicher Bauform vorgesehen. Hierbei kann es sich um die üblichen Wandlerstrom-, Arbeitsstrom- und Unterspannungsauslöser oder ähnliche Geräte handeln.

In der Fig. 1 ist der Schalter in der ausgeschalteten, jedoch betriebsbereiten Stellung gezeigt, in der die Einschaltfeder 16 gespannt ist Zum Einschalten wird der Elektromagnet 26 betätigt und dadurch die erwähnte nicht dargestellte Verklinkung der Spannwelle 21 freigegeben. Unter dem Einfluß der Einschaltfeder 16 führt die Spannwelle 21 nun eine halbe Drehung aus und bewegt hierbei mittels einer Nockenscheibe 37 und eines mit einer Rolle 40 versehenen Kurbelarmes 41 die Welle 22 Dabei wird über einen Kurbelarm 32 und eine Kuppelstange 33 der Schalterpol 31 betätigt, und zugleich wird mittels des Kurbelarmes 23 die Ausschaltfeder 17 gespannt Die entspannte Stellung der Einschaltfeder 16 besteht nur ganz kurzzeitig, da in der Stellung der Spannwelle 21 entsprechend der entspannten Einschaltfeder selbsttätig die Einheit 24 eingeschaltet wird, die mittels der Schubkurbel 34, der Schubklinke 35 und des Klinkenrades 36 die Spannwelle 21 wieder schrittweise dreht und die Einschaltfeder 16 spannt. ,

Während des Einschaltvorganges entspannt sich die Einschaltfeder 16, wodurch der Schalterpol 31 betätigt und die Ausschaltfedtr 17 gespannt wird. Diese Vorgänge vollziehen sich mit großer Geschwindigkeit und rufen eine erhebliche Erschütterung des Leistungsschalters hervor, da für die sichere und rasche Durchführung des Vorganges ein erheblicher Energieüberschuß benötigt wird. Die zur Verminderung dieser Erschütterungen dienende Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. In Fig.2 ist die Vorrichtung im Schnitt dargestellt, während die Fig. 1 eine perspektivische Ansicht im Zusammenhang mit dem ganzen Schaltgerät gibt.

An dem überstehenden Ende 15 der Tragschiene 13 ist ein Lagerbock 42 angebracht An dem Lagerbock sind zwei Führungsstangen 43 befestigt, die ein unteres Federlager 44 tragen. Dieses Federlager ist durch einen Tragwinkel 38 mit der unteren Tragschiene 10 verbunden.

Als bewegliches Widerlager der Feder 16 dient ein auf den Führungsstangen 43 gelagerter Federteller 45, der kolbenartig ausgebildet ist und mittels einer Treibstange 46 an dem Kurbelarm 20 der Spannwelle 21 gelenkig angreift. Zur Führung der """,-eibstange ist das Federlager 44 mit einem Langloch 48 versehen. An dem Lagerbock 42 ist ein Rohr 47 derart befestigt, daß sich zusammen mit dem Lagerbock 42 ein einseitig geschlossener Hohlzylinder ergibt, in dem der Feuerteller 45 als Kolben beweglich ist. Eine gelenkige Verbindung zwischen dem Federteller 45 und der Treibstange 46 ermöglicht dabei eine Schwenkbewegung der Treibstange 46 infolge der Drehung der Spannwelle 21. Die Länge des Rohres 47 ist entsprechend dem vollständigen Hub des Federtellers 45 bemessen.

In der F i g. 2 ist gestrichelt die Lage des Federtellers bei gespannter Einschaltfeder 16 eingezeichnet Die ausgezogen dargestellte Lage nehmen die Teile bei entspannter Einschaltfeder 16 ein, so daß nun zwischen dem Lagerbock 42 und dem Federteller 45 nur noch ein geringer Abstand vorhanden ist. Bei der raschen Annäherung zwischen diesen Teilen vährerd des Einschaltvorganges wird die in dem Rohr 47 vorhandene Luft entsprechend den Pfeilen 39 komprimiert und dadurch eine progressiv zunehmende Bremskraft erzeugt. Die dynamische Wirkung der Anordnung kann durch die Wahl des Spaltes 49 zwischen dem Federteller 45 und dem Rohr 47 eingestellt werden. Außer dem Spalt 49 können noch weitere Mittel zur Beeinfiussung der Dämpfungskraft, beispielsweise Bohrungen in dem Federteller 45 und/oder dem Rohr 47, vorgesehen sein.

Der Spalt kann auch zwischen einer strichpunktiert in F i g. 2 eingezeichneten Paßscheibe 50 und dem Rohr 47 gebildet sein. In diesem Fall kann der Spalt zwischen dem Rohr 47 und dem Federteller 45 wesentlich größer sein, so daß keine besondere Oberflächenbearbeitung des zylindrischen Umfanges des Federtellers 45 erforderlich ist Die Paßscheibe 50 kann mit dem Federteller 45 auf beliebige Weise verbunden werden. z. B. durch Einlegen zwischen den Federreller 45 und die Feder 16. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß sich die Paßscheibe 50 selbsttätig zentriert und keine genau bearbeitete Aufna'ime benötigt wird.

Da das Rohr 47 und der Federtelier 45 bzw. die Paßscheibe 50 ohne nennenswerte Beanspruchung zusammenwirken, findet kein mechanischer Verschleiß statt Die Dämpfungskräfte werden allein durch die Kompression der Luft und deren durch die Größe des Spaltes 49 bestimmte Entweichen erzeugt Dadurch hat man es in der Hand, sich dem Bewegungsablauf der Antriebsvorrichtung und den auftretenden Kräften

anzupassen. Einschaltfeder erstreckt. Die Erfindung i

Die dargestellte Lage der Teile hat den Vorzug, daß anwendbar bei Antriebsvorrichtungen, die

gegenüber einer üblichen Ausführung einer Antriebs- F^?eder oder einen anderen sich rasch entsp

vorrichtung nur ein als Zylinder dienendes Rohr Energiespeicher enthalten,

benötigt wird, das sich wenigstens über den Hub der ;

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte mit einem Federkraftspeicher, der beim Einschalten freigegeben wird und dabei zugleich mit der Betätigung der Schaltglieder eine Ausschaltfeder spannt, wobei das zur Einleitung und Abnahme der Energie des Federkraftspeichers dienende bewegliche Widerlager mit verklinkbaren Übertragungsgliedern in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Widerlager (45) des Energiespeichers (16) als Kolben in einen ortsfesten Zylinder (47) eingreifend angeordnet ist

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Energiespeicher vorgesehene Feder (16) mittels eines Federtellers (45) auf wenigstens einer Führungstange (43) geführt ist, die an einem als feststehendes Widerlager dienenden Lagerbock (42) befestigt ist, und da3 der Federteller (45) als Kolben in einen mit dem Lagerbock (42) verbundenen Hohlzylinder (47) eingreift

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Federteller (45) und dem Hohlzylinder (47) ein Spiel (49) vorhanden ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel groß bemessen ist und daß der Federteller (45) mit einer selbstzentrierenden Paßscheibe (50) versehen ist