DE2633218B2 - Antriebsmechanismus für die Kontaktbewegung in einem Leistungsschalter - Google Patents
Antriebsmechanismus für die Kontaktbewegung in einem LeistungsschalterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus für die Kontaktbewegung in einem Leistungsschalter
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Schalterantriebsmechanismus ist aus der französischen Patentschrift 13 55 898 bekannt und
dient zur Betätigung der Kontakte des Schalters, um über ein Schaltgestänge den Schalter zu öffnen. Es ist
dem Fachmann bekannt, daß bei Leistungsschaltern die Vorgänge des öffnens und die des Schließens der
Kontaktstücke sich hinsichtlich des Bewegungsablaufes und der auftretenden Kräfte wesentlich unterscheiden
müssen, wenn die Wegzeitdiagramme optimal verlaufen sollen.
Bekanntlich hat die Kraft einer sich entspannenden Feder in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg eine
im wesentlichen linear abfallende Charakteristik. Diejenige Kraft, die nötig ist, um die Gegenkraft am
Schalter zu überwinden und die Kontaktstücke angemessen zu beschleunigen, um einen guten Einschaltvorgang zu erzielen, hat dagegen in Abhängigkeit vom
zurückgelegten Weg eine Charakteristik, die sehr stark von der erwähnten linearen Charakteristik einer sich
entspannenden Feder abweicht.
Bei bekannten Federmechanismen wird die Umwandlung der linear abnehmenden Kraft einer Feder
während des Schließens der elektrischen Kontaktstücke in eine Kraft, deren Verlauf dem gewünschten Verlauf
bestmöglich angenähert ist, mit Hilfe einer sogenannten Leit- oder Führungseinrichtung erhalten, die mit der
linear abnehmenden Kraft der sich entspannenden Einschaltfeder beaufschlagt wird und eine solche
Gestalt hat, daß in einer Richtung, die von der Eingriffsrichtung der die Führungseinrichtung beaufschlagenden Federkraft abweicht, eine Rückstoßkraft
erzeugt wird, deren Funktion die der zum Schließen der Kontaktstücke erforderlichen Antriebskraft annähert
und mit der dann die sich schließenden Kontakte
beaufschlagt werden. Ein mit einem solchen Mechanismus verbundener Nachteil besteht darin, daß die
entwickelte Antriebskraft bereits vor dem Schließen der
Kontakte einen verhältnismäßig hohen Wert hat, so daß
die Kontakte starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, den Antriebsmechanismus der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß zur Erzeugung einer
Kontaktschließkraft ein Stufensprung im Augenblick der Kontaktberührung auftritt und damit der Nachteil
einer zu heben Schließgeschwindigkeit vermieden wird.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.
Wenngleich in dem Antriebsmechanismus nach der eingangs genannten französischen Patentschrift
13 55 898 bereits zwei ineinanderliegende Schraubendruckfedern vorgesehen sind, wirken diese jedoch als
eine einzige Feder, während im Mechanismus der e. findungsgemäßen Art die beiden eingesetzten Federn
auf den Schaltweg verteilt unterschiedlici.e Wirkungsphasen haben, womit der gewünschte Weg-Kraftverlauf
des Kontaktschließvorganges erzielt wird.
Durch vorteilhafte Ausgestaltungen der Rastverriegelung zwischen den mit den ineinanderliegenden
Schraubenfedern verbundenen Gliedern des Mechanismus sowie durch zweckmäßige Gestaltung des verwendeten Lenkerschaltgestänges gemäß den Kennzeichnungen der Unteransprüche wird die Erfindung
weitergebildet
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel in Ausbildung und Wirkungsweise im
einzelnen erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Diagramm, daß die zum Schließen der Schaltkontakte zu überwindende Kraft als Funktion des
Einschaltweges wiedergibt;
F i g. 2 ein Diagramm mit der Kurve für die ideale
Antriebskraft;
Fig.3 ein Diagramm mit der Kurve für die Antriebskraft eines bekannten Federmechanismus;
Fig.4 ein Diagramm mit der Kurve für die
Antriebskraft im erfindungsgemäßen Schalter;
Fig.5 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene
Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im stabilen Zustand bei
geöffneten Schaltkontakten;
F i g. 6 eine Darstellung der Antriebsvorrichtung nach F i g. 5 im stabilen Spannzustand; und
F i g. 7 eine Darstellung der Antriebsvorrichtung nach F i g. 5 und 6 im üinschaltzustand.
Die Gegenkraft K1, die überwunden werden muß, um
die Kontaktstücke eines elektrischen Schalters zu schließen, ist in erster Linie gegeben durch die gesamte
auftretende Reibungskraft Kw. Bekanntlich kann während des Schließens der Kontakte eines elektrischen
Schalters eine Feder gespannt werden, die später dazu *-,<-,
benutzt werden kann, die Kontakte zu öffnen. Dies bedeutet daß zusätzlich zur Reibungskraft Kw die
Gegenkraft K, auch durch die Kraft der Ausschaltfeder Ku gegeben ist. Zusätzlich zur Reibungskraft Kw und zur
Kraft der Ausschaltfeder Ku muß vom Zeitpunkt der
Kontaktgabe an auch die Kraft der Kontaktfedern Kc
überwunden werden, die bekanntlich dazu dienen, einen ausreichend niedrigen Kontaktwiderstand zwischen den
kontaktgebenden Kontaktstücken im Schließzustand sicherzustellen. In F i g. 1 sind diese Verhältnisse
graphisch dargestellt, wobei längs der Horizontalachse (Abszisse) der Einschaltweg S aufgetragen ist, auf
welchem der Punkt So der Offenruhestellung der
zusammengehörigen Kontaktstücke, der Punkt St dem
Moment der gegenseitigen Kontaktgabe der Kontaktstücke und der Punkt S2 der Schließruhestellung der
Kontaktstücke entsprechen, während entlang der VertikaLachse (Ordinate) die Gegenkraft K1 aufgetragen
ist, die sich zusammensetzt aus der Reibungskraft Km
für die der Klarheit halber ein konstanter Wert K\
vorausgesetzt ist, der Kraft der Ausschaltfeder K„, die
dem Vorspannwert Ki bis hinauf zum Wert Kz am Ende
des Einschaltweges ansteigt, und der Kraft der Kontaktfedern K2, die vom Vorspannwert Kt, bei
Kontaktgabe der Kontaktstücke entsprechend dem Punkt Si auf der Abszisse bis zum Wert K5 am Ende des
Einschaltweges ansteigt.
Die für das Schließen der Kontakte erforderliche Antriebskraft Kd dient außer zum Oberwinden der
Gegenkraft K, auch zum Beschleunigen der Kontaktstücke, für deren Beschleunigung eine Extrakraft Kv
nötig ist, deren Wert von der Masse der zu beschleunigenden Kontaktstücke sowie von der den
Kontaktstücken für das Schließen zu erteilenden Beschleunigung abhängt, was eine bestimmte Geschwindigkeit ergibt
Zusätzlich zur Gegenkraft K, ist in Fig.2 die
Beschleunigungskraft Kv zusammen mit der Antriebskraft Kd, die durch Addieren der beiden erstgenannten
Kräfte erhalten wird, auf der Ordinate aufgetragen. Ausgehend von einer vorzugsweise konstanten Einschaltgeschwindigkeit sollte die Beschleunigungskraft
Ky am Beginn des Einschaltvorgangs einen hohen Wert
haben, der mit fortschreitendem Einschaltvorgang exponentiell absinkt und sich dem Wert Null nähert
Vom Zeitpunkt der Kontaktberührung an, entsprechend dem Punkt 5i auf der Abszisse, sollte die Antriebskraft
Kd einen wesentlich höheren Wert haben als vor diesem
Punkt Si, und zwar wegen des Druckes der Kontaktfedern. Die Antriebskraft K4 muß im Augenblick der
Kontaktberührung einen wesentlich höheren Wert haben als die Gegenkraft K1, d. h. die Beschleunigungskraft muß vom Zeitpunkt der Kontaktberührung 5i an
einen möglichst hohen, da zu diesem Zeitpunkt Si der
elektrische Stromfluß durch die Kontaktflächen einsetzt, so daß es also wichtig ist, daß von diesem
Zeitpunkt an möglichst bald der angemessene Kontaktdruck erhalten wird, der nötig ist, um ein Überhitzen der
Kontaktanordnung zu vermeiden.
Im Diagramm nach F i g. 3 sind auf den entsprechenden Koordinaten ähnliche Größen aufgetragen wie in
Fig.2. Und zwar ist außer der Gegenkraft K1,
entsprechend der nach F i g. 1, die Antriebskraft Kd als
Funktion des Weges S aufgetragen, der von den sich schließenden Kontakten bei Beaufschlagung mit der
Antriebskraft durch einen dafür bekannten Federmechanismus zurückgelegt wird, der mit Führungsmitteln
versehen ist, durch welche die während des Entspannens der Einschaltfeder gelieferte Antriebskraft Kd demjenigen Wert angepaßt wird, der erforderlich ist, um die
Gegenkraft K1 zu überwinden und die zu schließenden
Kontaktstücke in gewünschter Weise zu beschleunigen.
Bekanntlich zeigt die Kraft einer sich entspannenden Feder als Funktion des zurückgelegten Weges einen im
wesentlichen linear abfallenden Verlauf. Wie bereits erwähnt und in F i g. 2 gezeigt, ist die Kurve oder der
Verlauf der Antriebskraft Kd, die für die Überwindung
der Gegenkraft K, und für die richtige Beschleunigung der Kontaktstücke erforderlich ist, in Abhängigkeit vom
zurückgelegten Weg völlig verschieden von diesem linear abfallenden Verlauf der Kraft einer sich
entspannenden Feder.
Bei einem bekannten Federmechanismus wird die Umwandlung der linear abnehmenden Kraft einer im
Mechanismus vorgesehenen, sich während des Schließens der elektrischen Kontaktstücke entspannenden
Feder in eine gewünschte Funktion nach F i g. 2, welche die Antriebskraft bestmöglich approximiert, mit Hilfe
einer sogenannten Führungseinrichtung erhalten, die von der linear abnehmenden Kraft der sich entspannenden Einschaltfeder beaufschlagt wird und eine solche
Form hat, daß in einer von der Angriffsrichtung der Federkraft auf die Führungseinrichtung abweichenden
Richtung eine Rückstoßkraft erzeugt wird, die den wünschenswertesten Verlauf der Antriebskraft Kd nach
F i g. 2 weitestmöglich approximiert und mit der dann die zu schließenden Kontaktstücke beaufschlagt werden.
In der Praxis kann der mit einer Führungseinrichtung
versehene Federmechanismus eine Antriebskraft Kd mit
dem in F i g. 3 wiedergegebenen Kurvenverlauf liefern, wobei, wie Fig.3 zeigt, die Antriebskraft Kd schon
einige Zeit vor dem Schließen der Kontakte auf einen verhältnismäßig hohen Wert ansteigt, d. h. es wird
einige Zeit vor dem Schließen der Kontakte eine rasch ansteigende Beschleunigungskraft Kv entwickelt, so daß
die Geschwindigkeit der sich schließenden Kontakte auf einen normalerweise unerwünscht hohen Wert ansteigt
Diese hohe Kontaktschließgeschwindigkeit kann es erforderlich machen, daß man spezielle Maßnahmen
trifft, um extreme mechanische Belastungen bestimmter Bauteile zu vermeiden, beispielsweise Maßnahmen, um
eine Verformung der zu schließenden Kontaktstücke infolge der hohen Schließgeschwindigkeit zu verhindern.
Bei dem erfindungsgemäßen Schalter wird der
Nachteil der extrem hohen Schließgeschwindigkeit dadurch behoben, daß zwei Federn vorgesehen sind, die
zum Schließen der zusammengehörigen elektrischen Kontaktstücke zuvor gespannt werden, wobei im Zuge
der Kontaktschließung zunächst nur eine Feder unter Überwindung der Reibungskraft Kw und der Kraft der
während des Schließvorgangs zu spannenden Ausschaltfeder Ku entspannt wird und diese sich entspannende Feder zusätzlich die Beschleunigungskraft Kv
liefert, die nötig ist, um die zu schließenden Kontaktstükke auf eine angemessene Geschwindigkeit zu bringen,
während genau zum Zeitpunkt der Kontaktberührung, entsprechend dem Punkt S\ in den vorliegenden
Diagrammen, die mit der ersten Feder zusammenarbeitende zweite Feder mittels einer automatischen
Vorrichtung entspannt wird, was zur Folge hat, daß die
Antriebskraft Kd in äußerst kurzer Zeit auf den
gewünschten Wert ansteigt, der nötig ist, um die
Kontaktfedern schnell zu spannen. Der Verlauf der Antriebskraft Kd eines erfindungsgemäßen Federmechanismus als Funktion des zurückgelegten Weges 5 ist
im Diagramm nach F i g. 4 gezeigt, wo man sieht, daß die
einige Zeit vor der Kontaktberührung auftretende unerwünschte Beschleunigungskraft Kv nur einen
Bruchteil der entsprechenden Beschleunigungskraft beträgt, die bei einem Mechanismus mit Führungseinrichtung auftritt (Fig. 3).
Bei der in den F i g. 5,6 und 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine
Stange 4 vorgesehen, die an einem Ende einen Flansch hat, an dem eine konzentrisch auf der Stange 4
angeordnete, zu spannende Schraubendruck-Schaltfeder 1 aufsitzt, während die Stange 4 außerdem teilweise
von einer Büchse 6 umgeben ist, die darauf sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung beweglich ist und
die auf der gegen den Flansch 3 gewandten Seite ebenfalls einen Flansch 5 hat, gegen den eine
konzentrisch zur Stange 4 und zur Büchse 6 angeordnete, zu spannende Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 stößt, die innerhalb der Schraubendruck-Schaltfeder 1 angeordnet ist Die Büchse 6 hat auf der dem
Flansch gegenüberliegenden Seite eine Anzahl von über
den Umfang verteilten Bohrungen 7, in denen Kugeln 8
aus gehärtetem Stahl sitzen, deren Durchmesser größer ist als die Wandstärke der Büchse 6 und die in relativ
entspanntem Zustand der Feder 2 entsprechend der Darstellung der F i g. 5 in einen Ringnutteil 9 der Stange
4 auf der Innenseite der Büchse 6 eingreifen, während die Kugeln 8 auf der vom Ringnutteii 9 der Stange 4
abgewandten Seite von einer Steuerbüchse 10 umgeben sind, die konzentrisch um die Büchse 6 angeordnet und
über dieser frei in sowohl axialer, als auch Umfangsrich
tung beweglich ist und auf der Büchse 6 geführt wird.
Die Steuerbüchse 10 hat an ihrem oberen Ende einen Teil 11 mit vergrößertem Durchmesser auf sowohl der
Innen- als auch der Außenseite, der einen Flansch bildet, der in einer Hülse 13 sitzt, die die Steuerbüchse 10 mit
dem Teil 11 mit vergrößertem Durchmesser konzentrisch umgibt wobei das untere Ende 12 der Hülse 13,
das einen kleineren Durchmesser hat als das Oberteil, hinter den flanschförmigen Rand des im Durchmesser
vergrößerten Teils 11 der Steuerbüchse 10 greift Am
oberen Ende der Steuerbüchse 10 ist eine Anzahl von
Tellerfedern 14 angeordnet durch welche die Stange 4 hindurchtritt wobei sie in Höhe der Oberseite der
Tellerfedern 14 eine Schulter 15 aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser der
Tellerfeder 14, und die auf den Tellerfedern 14 aufsitzt Die Hülse 13 hat an ihrem oberen Ende einen Flansch
16, gegen den die Federn 1 und 2 mit ihren von den Flanschen 3 und 5 angewandten Enden drücken,
während sich am oberen Ende der Hülse 13 ein
Abschnitt 18 mit erweitertem Innendurchmesser befindet in welchem eine die Stange 4 führende Büchse 17
sitzt
Der Flansch 16 ist an Lagerplatten 19 befestigt die als Rahmen oder Träger für die nachstehend zu beschrei
benden Bauteile der bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen und die am Tragrahmen der anzutreibenden elektrischen Kontaktstücke (nicht gezeigt) befestigt sind.
Am oberen Ende der Stange 4 ist ein Hebel 21
angelenkt der um einen an den Lagerplatten 19
befestigten Stift 21a schwenkbar und mit einem Stift 22 versehen ist um den eine Rolle 23 drehbar ist die von
einer Kurvenscheibe 20 erfaßt wird, die von Hand oder von einem Elektromotor über ein Untersetzungsgetrie
be (nicht gezeigt) angetrieben wird.
Außer dem Hebel 21 ist am oberen Ende der Stange 4
auch ein Verbindungslenker 25 mit einem Schlitz 28 angelenkt in dem ein Stift oder Bolzen 27 gleitbar ist,
der das Ende der Stange 4, den Hebel 21 und den
Verbindungslenker 25 dreh- oder schwenkbar miteinander kuppelt An seinem oberen Ende ist der Verbindungslenker 25 mittels eines Bolzens 29 schwenkbar mit
dem einen Ende eines Verbindungshebels 30 verbunden, der an seinem anderen Ende mittels eines Stiftes oder
Bolzens 31 drehbar mit dem Ende eines Kurbelgliedes 32 verbunden ist das auf einer als Antriebswelle für die
zu schließenden, beweglichen elektrischen Kontaktstükke (nicht gezeigt) dienenden Welle 33 befestigt ist.
Außer mit. dem Verbindunghebel 30 ist der Verbindungslenker 25 auch mittels des Bolzens 29 mit dem
einen Ende eines streifenförmigen Verbindungsgliedes 35 gekuppelt, das mittels eines Stiftes 36 mit einer
unregelmäßigen Viereckplatte 38 gekuppelt ist, die mit ihrer dem Stift gegenüberliegenden Ecke um einen die
Lagerplatte 19 durchsetzenden Gelenkbolzen 37 relativ zur Platte gedreht werden kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird ebenfalls anhand der F i g. 5 bis 7 erläutert. Ausgehend von der in
F i g. 5 gezeigten Ruhestellung, in der die elektrischen Kontakte geöffnet und die Federn 1 und 2 relativ
entspannt sind, können, wenn die entsprechenden elektrischen Kontakte geschlossen werden sollen, die
Federn 1 und 2 dadurch gespannt werden, daß die in dieser Richtung bewegliche Stange 4 nach oben
geschoben wird, indem durch Drehen der Kurvenscheibe 20 in Uhrzeigerrichtung entweder von Hand oder
durch Motorkraft der Hebel 21 bewegt wird, wobei die Kurvenscheibe 20 den Hebel 21 mittels der Rolle 23
nach oben schiebt. Der Umstand, daß die Stange 4 nach oben geschoben und dadurch die Kontaktdruck-Schraubenfeder
2 gespannt wird, bedarf noch einer näheren Erläuterung. Wenn die Stange 4 mit ihrer Ringnut 9 sich
nach oben bewegt, werden die Kugeln 8, da sie einen größeren Durchmesser haben als die Büchse 6 und auf
der Außenseite von der Innenseite der Steuerbüchse 10 festgehalten sind, zusammen mit der Stange 4 sowie der
Büchse 6, dem Flansch 5 und folglich dem unteren Ende der Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 nach oben gezogen.
Das untere Ende der Feder 2 bewegt sich solange nach oben, bis die Kugeln 8 die Höhe des im
Innendurchmesser vergrößerten Teils 11 der Steuerbüchse 10 erreichen und sich dann unter dem Einfluß der
Radialkomponente der an ihnen angreifenden Kraft nach außen bewegen, wodurch die Büchse 6 und folglich
auch die Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 in dieser Lage eingerastet oder arretiert bleiben, während die Stange 4
unter dem Einfluß der Bewegung des Hebels 21 sich unter Spannen der Schraubendruck-Schaltfeder 1
weiter nach oben bewegt, bis das freie Ende des Hebels 21 hinter eine Sperrklinke 26 greift, wonach die
Kurvenscheibe 20 sich noch so weit dreht, daß die Rolle 23 die Kurvenscheibe 20 während des späteren
Schließens der Kontakte nicht berührt, woraufhin die Drehung der Kurvenscheibe beendet wird.
Während der Aufwärtsbewegung der Stange 4 und des Hebels 21 bewegen sich unter dem Einfluß einer mit
dem Verbindungslenker 35 verbundenen Hilfsfeder (nicht gezeigt) auch der Verbindungslenker 25 und die
freien Enden der Verbindungshebel 30 und 35 nach oben.
Unter dem Einfluß der Kraft einer zweiten Hilfsfeder (nicht gezeigt) wird die Viereckplatte 38 während der
Aufwärtsbewegung des Verbindungslenkers 25 und der freien Enden der Verbindungshebel 30 und 35 in
Uhrzeigerrichtung gedreht, bis das Ende 40 der Viereckplatte 38 hinter eine Sperre 41 greift Der sich
ergebende Zustand ist in F i g. 6 gezeigt, wo man sieht,
daß die die beweglichen elektrischen Kontaktstücke antreibende Welle 33 noch die gleiche Lage einnimmt,
wie vor dem Federspannvorgang.
Der Federmechanismus ist nun bereit, die für das
Schließen der elektrischen Kontakte erforderliche Energie zu liefern. Sollen die elektrischen Kontakte
geschlossen werden, so braucht lediglich die Sperrklinke 26 in dem in der Lagerplatte 19 vorgesehenen Schlitz
vom Hebel 21 weggeschoben werden, so daß der Hebel 21 sich unter dem Einfluß der Kraft der Federn 1 und 2
unter Mitnahme des Verbindungslenkers 25 nach unten bewegt. Weil sich das freie Ende 40 der Viereckplatte 38
hinter der Sperre 41 befindet, wird diese Federkraft über den Verbindungshebel 30 auf das Kurbelglied 32
übertragen, das daraufhin die Welle 33 unter Antreiben der beweglichen elektrischen Kontaktstücke in Gegenuhrzeigerrichtung
dreht, wodurch die Kontakte geschlossen werden (F i g. 7).
Das Entspannen der beiden Federn 1 und 2 während des Schließens der elektrischen Kontakte bedarf einer
näheren Erläuterung. Wenn durch das Ausrücken des Klinkenstiftes 26 die Stange 4 sich nach unten bewegt,
so geschieht dies zuerst nur unter dem Einfluß der sich entspannenden Schraubendruck-Schaltfeder 1, während
die Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 im gespannten Zustand bleibt, da die Kugeln 8 von der Stange 4 in den
im Innendurchmesser vergrößerten Teil 11 der Steuerbüchse
10 nach außen gedrückt bleiben. Wenn sich die Stange 4 soweit nach unten bewegt hat, daß ihre
Ringnut 9 das Niveau der Kugeln 8 erreicht, so werden die Kugeln unter dem Einfluß der Gegenradialkomponente
der auf sie von der Kontaktdruckschraubenfeder 2 ausgeübten Kraft nach innen gedrückt, so daß, da die
Kugeln nicht mehr hinter den vorderen Flansch des im Innendurchmesser vergrößerten Teils 11 der Steuerbüchse
10 greifen, auch die Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 sich entspannen kann, und da die auf der
Außenseite von der Steuerbüchse 10 festgehaltenen Kugeln 8 gegen den unteren Flansch der Ringnut 9 der
Stange 4 während des Entspannens der Kontaktdruck-Schraubenfeder 2 stoßen, wirkt die Feder 2 mit der sich
ebenfalls entspannenden Schraubendruck-Schaltfeder 1 zusammen, so daß plötzlich die Antriebswelle 33 über
den Verbindungslenker 25, dem Verbindungshebel 30 und das Kurbelglied 32 mit einer viel größeren Kraft
beaufschlagt wird.
Indem man nun die Lage des unteren Flansches der Ringnut 9 so wählt, daß die Kontaktdruck-Schraubenfeder
2 sich unmittelbar vor dem Zeitpunkt, wo die Kontaktfederkraft vom beweglichen elektrischen Kontaktstück
überwunden werden muß, zu entspannen beginnt, erhält man einen Kraftverlauf als Funktion des
Schließweges der elektrischen Kontaktstücke, der dem in F i g. 4 graphisch dargestellten, wünschenswertesten
Verlauf überraschend weitgehend angenähert ist.
Um die geschlossenen elektrischen Kontaktstücke zu öffnen, muß die Sperre 41 abgehoben werden, wodurch
das Ende 40 der Viereckplatte 38 unter dem Einfluß der während des Schließens der Kontaktstücke gespannten
Ausschaltfeder (nicht gezeigt) im Gegenuhrzeigersinne gedreht wird, wobei die Ausschaltfeder ihre Kraft über
ein zweites Kurbelglied (nicht gezeigt) auf die Antriebswelle 33 überträgt, so daß die elektrischen
Kontakte geöffnet werden. Über die Welle 33 werden das Kurbelglied 32, der Verbindungslenker 30, das
Verbindungsglied 35 und die Viereckplatte 33 in die Ausgangsstellung für das Einschalten der Kontakte
zurückgeführt
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Antriebsmechanismus für die Kontaktbewegung in einem Leistungsschalter, bei welchem eine
geradlinig bewegbare Stange mittels eines äußeren Kraftantriebes in eine Spannlage bringbar ist, in der
eine über den gesamten Verschiebungsweg an der Stange angreifende Schraubendruck-Schaltfeder
zwischen Schaltgestängegehäuse und Stange gespannt und die Stange und ein mit ihr verbundenes,
die Kontaktbewegung hervorrufendes Kniehebel-Lenkerschaltgestänge aus der Spannlage ausklinkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erzeugung einer Kontaktschließkraft mit Stufensprung im Augenblick der Kontaktberührung auf der
Stange (4) eine Büchse (6) gleitbar und in bestimmter Längsstellung verriegelbar ist, die einen Stützflansch
(5) trägt für eine parallel zur Schraubendruck-Schaltfeder (1) eingespannte Kontaktdruck-Schraubenfeder (2),daß die Büchse (6) mit einer in einer von zwei
Richtungen wirkenden Rastverriegelung (J, 8,9,10, 11) gegenüber der Stange (4) einerseits oder
gegenüber einer mit dem Gehäuse (19) test verbundenen, Stange (4) und Büchse (6) umschließenden Hülse (13) andererseits axial verriegelt ist,
wobei der Obergang der Verriegelung von der Verrastung zwischen Büchse (6) und Hülse (13) auf
die Verrastung zwischen Büchse (6) und Stange (4) im Augenblick der Kontaktgabe in der Schließbewegung erfolgt, und daß eine auslösbare Sperreinrich-
tung (38, 40, 41) vorgesehen ist, die das Kniehebel-Lenkerschaltgestänge (35,3Cl, 25) in der Stellung mit
aufeinandergepreßten Schallkontakten sperrt
2. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdruck-
Schraubenfeder (2) konzentrisch in der Schraubendruck-Schaltfeder (1) und zur Stange (4) liegt und die
Rastverriegelung eine Kugelrastenkupplung mit einer Anzahl von Löchern (7) in der Büchse (6) ist, in
denen jeweils eine Kugel (8) liegt, weiche innen an der Stange (4) und außen an einer Steuerbüchse (10)
anliegen, die mit dem freien Ende der Hülse (13) fest verbunden ist
3. Antriebsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der entspannten
Stellung des Federmechanismus die Kugeln (8) in einen Ringnutteil (9) der Stange (4) passen, während
im gespannten Zustand des Federmechanismus die Kugeln (8) in einen erweiterten Teil der Steuerbüchse (10) eintreten und darin durch die Stange (4) so
festgehalten sind.
4. Antriebsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Steuerbüchse (10)
eine Tellerfeder (14) aufsitzt, deren Innendurchmesser kleiner ist als eine Schulter auf der Stange (4)
zwischen dem Ringnutteil (9) und dem Lenkerschaltgestänge (35,30,25).
5. Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn
(1 bzw. 2) im Ruhezustand des Antriebsmechanismus vorgespannt sind.
6. Antriebsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
an dem dem Federangriffspunkt an der Stange (4) entgegengesetzten Ende an dieser ein Spannhebel
(21) angelenkt ist, der drehbar an den Schalterlagerplatten (19) mit Abstand von der Stange (4)
angeordnet ist und im gespannten Zustand des
Federmechanismus hinter eine Sperrklinke (26)
greift
7. Antriebsmechanismus nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (21) von
einer Kurvenscheibe (20) antreibbar ist
8. Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
dem Federangriffspunkt an der Stange (4) entgegengesetzten Ende der Stange ein Verbindungslenker
(23) mit seinem einen Ende drehbar angelenkt ist und an seinem anderen Ende ein Verbindungshebel (30)
und ein weiterer Verbindungshebel (35), die beiderseits des Verbindungslenkers (25) angeordnet sind,
drehbar angelenkt sind, wobei das andere Ende des Verbindungshebels (30) an einem Kurbelglied (32)
einer die Schaltkontaktstücke antreibenden Welle (33) angelenkt ist und wobei im gespannten Zustand
das Federmechanismus ein Kurbelzapfen (36), an welchem der weitere Verbindungshebel (35) angelenkt ist, mittels einer Sperrvorrichtung arretierbar
ist
9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung einen um
den Kurbelzapfen (36) drehbaren und drehbar an der Schalterlagerplatte (19) befestigten Körper (38)
aufweist, der im gespannten Zustand des Federmechanismus hinter eine ausrückbare Sperre (41) greift
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