DE2717114A1

DE2717114A1 - Antrieb mit hilfsschalter fuer einen elektrisch verriegelbaren leistungsschalter

Info

Publication number: DE2717114A1
Application number: DE19772717114
Authority: DE
Inventors: Helmut Menzel; Johannes Neuser
Original assignee: Hundt and Weber GmbH
Current assignee: Hundt and Weber GmbH
Priority date: 1977-04-19
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1978-10-26
Also published as: US4181838A; DE2717114C2; CA1107332A

Description

D'pl.-lrg. ³CfJr-C. S ro Κα
Dr.-Ing. Ernst Strctmann

Polen! Jnwälte

4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

If Düsseldorf, 18. April 1977 7726

Hundt t Weber
5900 Siegen 21

Antrieb mit Hilfsechalter für einen elektrisch verriegelbaren Leistungsschalter

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen elektrisch verriegelbaren Leistungsschalter, insbesondere mit einem Schalthebel mit drei Schaltstellungen, einer Einschaltstellung, einer Ausschaltstellung und einer dazwischen liegenden Auslösestellung.

Bei bestimmten Stromkreisen ist es zweckmäßig und oft auch vorgeschrieben, daß der Leistungsschalter den Stromkreis unterbricht, wenn bestimmte Kennwerte unter- oder überschritten werden. Zum Beispiel kann eine Auslösung des Leistungsschalters und damit ein Unterbrechen des Stromkreises vorgesehen sein, wenn die Netzspannung zu niedrig oder zu hoch wird. Auch im Falle von Kurzschlüssen ist eine Auslösung des Leistungsschalters und damit eine Unterbrechung seiner Leistungsarbeitskontakte vorzusehen, wenn ein Kurzschluß im Stromkreis auftritt. Auch eine langdauernde geringfügige überlastung des Kreises kann durch entsprechende thermische Fühlereinrichtungen zu einem Auslösen des Leistungsschalters benutzt werden.

Bei den meisten gegenwärtig verwendeten Leistungsschaltern springt der Betätigungshebel des Leistungsschalters bei einer

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Telefon (Ο211) 32Ο8 58 Telegramme Custopat

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derart intern vorgenommenen Schaltung nicht in seine Ausschaltstellung zurück, sondern in eine sogenannte Auslösestellung, die zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung liegt, meist in der Nähe der Einschaltstellung. Durch diese Zwischenstellung wird dem Aufsichtspersonal angezeigt, daß die Abschaltung des Leistungsschalters nicht von außen erfolgt ist, sondern durch irgendeine Störung verursacht wurde. Ein Vorteil einer derartigen Zwischenstellung liegt noch darin, daß aus dieser Zwischenstellung der Schalter nicht sofort wieder eingeschaltet werden kann. Vielmehr muß der Schalthebel zunächst in die Ausstellung gebracht werden, bevor er von dort wieder in die Einschaltstellung bewegt werden kann. Dadurch wird ein unabsichtliches Einschalten aus der ausgelösten Stellung verhindert. Ein Zurückbringen des Schalthebels in die Ausstellung vergrößert auch den Einschaltweg, der häufig dazu verwendet wird, die Auslöseeinrichtungen vorzuspannen.

Für zusätzliche Steuerung- und Meßzwecke werden in derartige Leistungsschalter oft Hilfsschalter eingebaut, mit denen es z. B. möglich ist, die Stellung des Leistungsschalters an eine entfernt liegende Überwachungsstelle zu melden. Mit derartigen Hilfsschaltern können Leistungsschalter auch elektrisch verriegelt werden, daß heißt, daß z. tf. auch bei Betätigung des Schalthebels ein Einschalten bzw. Ausschalten der Leistungskreiskontakte nicht erfolgt.

Aus Sicherheitsgründen ist es oft vorgeschrieben/ daß bei ausgelösten und damit abgeschaltetem Leistungsschalter auch der Hilfskreis keine Spannung führen darf, d. h., daß der Hilfskreis zumindest zweipolig abgeschaltet werden muß. Andererseits kann der Leistungsschalter nicht wieder eingeschaltet werden, ohne daß auch die Hilfsschalter den Schutzkreis schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Hilfsschalter einerseits bei ausgelöstem Leistungsschalter den Hilfskreis zu unterbrechen

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in der Lage sind, zum anderen aber bei einer geringen Betätigung des Schaltgriffes voreilend schließen oder öffnen, um so z. B. die elektrische Verriegelung aufzuheben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Antrieb der eingangs genannten Art gekennzeichnet ist durch einen in einer Gleitlagerung gehaltenen Nockenschieber, der über mehrere Anschlagflächen von einer vom Schalterantrieb bewegten Nase in Kingriff genommen werden kann, wobei Nockenschieber und Nase sich gegen Federkraft soweit voneinander entfernen können, daß eine Änderung des Eingriffs der Nase je nach Stellung von Nockenschieber und Nase und der Bewegungsrichtung des Schalterantriebs stattfindet, und durch einen von einer Nockenfläche des Nockenschiebers betätigten Hilfsschalter, der im elektrischen Verriegelungskreis liegt.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß bei einer Betätigung des Schaltgriffes von einer Betätigung der Leistungsschalterkontakte die Hilfsschalterkontakte voreilend geschlossen oder geöffnet werden, so daß eine ungewünschte Behinderung der Leistungsschalterbetätigung durch die Hilfsschaltkreise nicht auftritt. Zudem wird es möglich, bei ausgelöstem Leistungsschalter auch die Hilfsschaltkreise spannungslos zu machen, ohne daß dadurch die Betätigung des Leistungsschalters beeinträchtigt wird.

In den Unteransprüchen werden vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung beansprecht. Dabei ist der erfindungsgemäße Antrieb an sich universell anwendbar, also sowohl für Leistungsschalter mit Kipp- oder Schubhebel als auch für Leistungsschalter mit Drehantrieb geeignet. Der Antrieb selbst wiederum kann mit einem Kipp- oder auch mit einem Drehhebel betätigt werden. Besonders interessant ist jedoch eine Kombination, bei der ein Leistungsschalter mit Kipphebelbetätigung einen Antrieb erhält, der einen Drehgriff aufweist.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. l eine Ansicht von unten auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs und

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die in Fig. 1 dargestellte Anordnung längs der Pfeile A-B.

In Fig. l ist eine besonders günstige Ausführungeform des erfindungsgemäßen Antriebs dargestellt. Der dargestellte Antrieb besteht aus einem Gehäuse Io, das im vorliegenden Falle auf einem Leistungsschalter 14 mittels Schrauben 16 aufgeschraubt ist. Der Leistungsschalter 14 ist mittels eines Kipphebels 12 beta tigbar.

Bei der dargestellten Ausführungsform soll die Kipp- bzw. Translationsbewegung des Kipphebels 12 in eine in vielen Fällen günstigere Drehbewegung umgesetzt werden. Zu diesem Zweck dient ein auf den Kipphebel 12 aufgesetztes Kupplungsstück 18, das mit einer Umfangsnut versehen ist, in die das Maul 22 eines gabelförmigen Hebels 24 eingreift. Der Hebel ist mittels eines Vierkants 26 an einer Welle 28 drehstarr befestigt. Die Welle führt durch ein Lager im Gehäuse Io nach außen und endet dort in einem - nicht dargestellten - Drehhandgriff. Durch das Zusammenspiel von Kupplungsstück 18 und Hebel 24 wird die Drehbewegung des Drehantriebs in eine Tranelationsbewegung umgesetzt, die den Kipphebel 12 des Leistungsschalters bewegt. Die dargestellte aus nur zwei Stücken bestehende Umlenkeinrichtung ist besonders reibarm, da die kraftübertragenden Teile stets nur eine Punkt- bzw. Schneidenberührung zueinander aufweisen.

Eb sei dazu auf die parallele Patentanmeldung P

verwiesen.

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Das Kupplungsstück 18 weist «In Nasenteil 3o auf, das über Anschlagflächen 32r 34, 36 auf einen Nockenschieber 38 einwirkt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Nockenschiebers 38 befindet sich eine Nockenfläche 4o, auf der die Gleitrolle 42 eines Berührungsschalters 44 gleitet. Die Nockenfläche 4o besitzt eine bestimmte Kurvenform, die je nach den zu verrichtenden Schaltfunktionen verschieden ausgebildet ist. Bei der dargestellten Ausführungsforxn besitzt der Schalter 44 zwei Schaltstellungen und die Nockenfläche 4o weist zwei entsprechende Schaltebenen 46, 48 auf, deren Querschnittsprofil so gewählt ist, daß der Schalter 44 sich jeweils in einen seiner beiden Schaltstellungen befindet, je nach dem, auf welcher Ebene die Gleitrolle 42 sich befindet.

Der Nockenschieber 38 ist parallel zu den Ebenen 46 und 48 verschieblich gelagert. Die Lagerung kann in einfacher Weise durch entsprechende Endstücke 5o des Nockenschiebers 38 erfolgen, die auf Vorsprüngen 52 innerhalb des Gehäuses Io aufliegen. Die Endstücke 5o werden durch Federeinrichtungen 54 gegen die Vorsprünge gedrückt, wobei die Federeinrichtungen 54 aus Blattfedern bestehen können, die zur besseren Führung in einer Nut in den Endstücken 5o gleiten.

Die Anschlagflächen 32 und 34 werden von einer im Nockenschieber 38 befindlichen Einsenkungen 58 gebildet, während die dritte Anschlagfläche 36 eine Abstufung dargestellt. Zwischen der Einsenkung 58 und der Abstufung befindet sich eine Gleitbahn 6o, auf der die Nase 3o entlang gleiten kann. Die Tiefe der Einsenkung 58 kann wesentlich geringer gehalten werden, als die Höhendifferenz der Ebenen 46 und 48 ausmacht.

Die Anordnung der Anschlagflächen 32, 34 und 36 und damit die Längen der Gleitbahn 6o hängt davon ab, welche Stellung das Nasenteil 3o bei den drei möglichen Positionen des Kipphebels des Leistungsschalters 14 aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform kann der Kipphebel 12 die Stellungen I, A und O annehmen, wobei die Stellung I die Einschaltstellung und die Stellung O die Ausschaltstellung des Leistungsschalters ist.

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Die dazwischen liegende Stellung A ist die Auelöaesteilung, d. h. die Stellung des Kipphebels 12, die er anninmt, wenn er durch interne Vorgänge ausgelöst wiru.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Antriebs gemäß der dargestellten Ausführungeform ist die folgende;

Es sei angenommen, daß sich der Leistungsschalter im ausgeschalteten Zustand befindet. Das ist die in der Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellte Stellung. In dieser Stellung befindet sich die Nase 3o an der Anschlagfläche 36, der Nockenschieber 38 liegt an seinem unteren Anschlag. Die Gleitrolle des Schalters 44 liegt auf der tieferen Ebene 46 auf, so daß sich der Schalter in seiner einen Schaltstellung befindet,bei der beispielsweise zwei Hilf»kontakte geöffnet sind. In diesem Falle wäre eine zweipolige Abschaltung eines Hilfskreises vorgesehen, so daß der Uilfskreis potentialfrei ist. Wird jetzt der Drehgriff des Antriebs so bewegt, daß die Gabel 24 nach oben schwenkt, bewegt sich das Kupplungsstück 18 auf einer geraden Bewegungslinie 62 nach oben. Während der Bewegung nach oben nimmt die Nase 3o den Nockenschieber 38 durch Druck auf die Anschlagfläche 36 mit, bis eine weitere Gleitbewegung aufgrund eines als Anschlag wirkenden Vorsprungs 52 nicht mehr möglich ist. Während dieser Bewegung des Nockenschiebers wird die Gleitrolle des Schalters 44 von der Ebene 46 auf die Ebene 48 angehoben, wodurch sich der Schalter 44 in seinem anderen Schaltzustand befindet, bei dem z. B. der Uilfsschaltkreis geschlossen ist. Diese Stellung von Nockenschieber 38 und Gleitrolle 42 ist in Fig. 1 in Phantomlinien dargestellt.

Bei weiterer Bewegung der Nase 3o nach oben drückt diese den Nockenschieber 38 gegen die Kraft der Feder 54 von sich weg, wodurch die Spitze der Nase 3o sich von der Anschlagfläche 36 löst und auf der Gleitbahn 6o nach oben gleitet, bis schließlich der Kipphebel 12 seine Einschaltstellung erreicht hat, in welcher Stellung die Nase 3o des KupplungssStückes 16 die Einsenkung 58 erreicht hat und in diese hineinspringt. Die

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Federn 54 können nun den Nockenschieber 38 wieder In die Ruhestellung drücken, In der die Lagerflächen 64 und 66 von Vorsprung 52 bzw. Endstück 5o aufeinanderliegen. Der Schalter 44 mit seiner Gleitrolle 42 1st so konstruiert, daß er die zusätzliche Auslenkung der Gleitrolle 42 während des Gleitens der Nase 3o auf der Gleitbahn 6o aufzunehmen in der Lage ist, ohne seine Schaltstellung zu ändern. Beispielsweise könnte zu diesem Zweck der Hilfsschalthebel 68, der die Gleitrolle 42 trägt, aus einer nachgiebigen Blattfeder bestehen.

Der geschilderte Bewegungsablauf ist also derart, daß der im Hilfskreis befindliche Schalter 44 eingeschaltet wird, bevor durch die Bewegung des Kipphebels 12 auch der Leistungsschalter in Einschaltstellung gelangt. Wäre dies nicht der Fall, d. h., würde der Leistungsschalter seinen Einschaltzustand eher erreichen, «-als der Schalter 44 im Hilfskreis, würde sofort wieder eine Auslösung und damit Abschaltung des Leistungsschalters auftreten.

Wird durch irgendwelche Störungen, z. B. durch eine Unterbrechung im Hilfskreis, die z. B. veranlaßt wird, wenn eine überspannung oder eine Unterspannung auftritt, oder auch durch einen Kurzschluß oder durch länger dauernde Überlastung der Leistungsschalter 14 ausgelöst, bewegt sich der Kipphebel 12 in die Stellung A. Während dieser Bewegung kann der Nockenschieber 38 der Bewegung der Nase 3o folgen, da der Bewegungsspielraum des Nockenschiebers gerade so groß gewählt ist, wie es der Bewegung der Nase von der Stellung I in die Stellung A entspricht. Die Nase 3o verbleibt also innerhalb der Einsenkung 58. Durch die Verschiebung des Nockenschiebers 38 in seine untere Anschlagstellung - siehe die ausgezogenen Linien in Fig. l - gelangt die Gleitrolle 42 wieder in die tiefer gelegene Ebene 46, wodurch der Schalter 44 in seine andere Schaltstellung gelangt, bei der beispielsweise der Hilfskreisswieder unterbrochen und potentialfrei ist.

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Um den Leistungsschalter nach Auslösung wieder In die Einschalt-8teilung bringen zu können, muß der Kipphebel 12 zunächst in die Ausschaltstellung (O) zurückgeführt werden. Da der Nockenschieber 38 bereits in der Auslösestellung A der Nase 3o am unteren Anschlag, der auch hier durch den entsprechenden Vorsprung 52 gebildet wird, anliegt, kann eine Bewegung der Nase aus der Stellung A nach unten in die Stellung 0 nur dadurch erfolgen, daß wieder die Spitze der Nase 3o aus der £insenkung heraus und längs der Gleitbahn 6o nach unten gleitet, bis schließlich die Stellung 0 erreicht ist, bei der die Nase 3o an der Anschlagfläche 36 anliegt. Wird jetzt der Kipphebel 12 des Leistungsschalters zwecks Einschaltung des Leistungsschalters wieder nach oben bewegt, wird wie bereits geschildert, der Nockenschieber 36 wieder nach oben geführt und damit voreilend der Schalter 44 betätigt, wodurch vor dem Einschalten des Leistungsschalters der Hilfskreis eingeschaltet wird, so daß keine vorzeitige Auslösung des Leistungsschalters während seiner Einschaltung wegen offenem Hilfskreis stattfindet.

Ist eine Umsetzung der Translationbewegung des Kipphebels 12 in eine Drehbewegung nicht erforderlich, kann der Hebel 24 mit seiner Lagerung 28 weggelassen werden und stattdessen im Gehäuse lo ein Schlitz vorgesehen werden, durch den ein entsprechend länger ausgeführter Kipphebel 12 nach außen führt.

Falls genormte Leistungsschalter benutzt werden sollen, wäre es auch denkbar, daß Kupplungsstück 18 als auf den Kipphebel 12 fest aufzuklemmendes Teil vorzusehen, daß einen durch den Schlitz nach außen reichenden Ansatz aufweist, mittels dem dann der Leistungsschalter betätigt werden kann.

Wird dagegen ein Leistungsschalter verwendet der bereite einen Drehantrieb aufweist, könnte die Achse dieses Drehantriebs mit dem Hebel 24 verbunden werden. Alternativ könnte der Hebel 24 mit einem Nasenteil 3o versehen werden, so daß das Kupplungsstück 18 dann entfallen könnte. Die durch die Drehbewegung auf-

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tretende zusätzliche Axialbewegung wird ohne weiteres durch die Federn 54 aufgenommen.

Schließlich wäre es sogar denkbar, den Drehantrieb eines Leistungsschalters in einen Schubantrieb umzusetzen, indem für das Kupplungsstück mit seinem durch einen entsprechenden Schlitz in Gehäuse Io hinausreichenden Hebel eine entsprechende Gleitlagerung im Gehäuse Io vorgesehen wird.

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Claims

D!pl.-hg. Peter- C Srcka Dr.-lng· Ern-f Strcrmsnn 4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9 Düsseldorf, 18. April 1977 772.6 Hundt & Weber GmbH Siegen 21 • Patentansprüche ;

1. Antrieb für einen elektrisch verriegelbaren Leistungsschalter, insbesondere mit einem Schalthebel mit drei Schaltstellungen, einer Einschaltstellung, einer Ausschaltstellung und einer dazwischen liegenden Auslösestellung, ge kennzeichnet durch einen in einer Gleitlagerung gehaltenen Nockenschieber (38), der über mehrere Anschlagflächen (32, 34, 36) von einer vom Schalterantrieb (12) bewegten Nase (3o) in Eingriff genommen werden kann, wobei Nockenschieber (38) und Nase (3o) sich gegen Federkraft (54) soweit von einander entfernen können, daß eine Änderung des Eingriffs der Nase (3o) je nach Stellung von Nockenschieber (38) und Nase (3o) und der Bewegungsrichtung des Schalterantriebs (12) stattfindet, und durch einen von einer Nocken fläche (4o) des Nockenschiebers (38) betätigten Hilfsschalter (44), der im elektrischen Verriegelungskreis liegt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (32, 34, 36) von auf der einen Seite des Nockenschiebers (38) befindlichen Einsenkungen (58) und Kanten (36) und die Nockenfläche (4o) auf der entgegengesetzten Seite des Nockenschiebers (38) von einer aus Kurvenstücken (46, 48) bestehenden Gleitfläche gebildet ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Nockenschieber (38) zwischen auf der Seite der Anschlagflächen anliegenden unnachgiebigen Lagerflächen (64) des Antriebsgehäuses (lo) und auf der Seite der Nockenfläche (4o) einliegenden nachgiebigen Lagerflächen (54) gleitend gelagert ist.

4. Antriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenschieber (38) aus einem die Anschlag- und Nockenflächen (32, 34, 36; 4o) aufweisenden Mittelteil und aus die Lagerungsflächen (66) aufweisenden Endteilen (5o) besteht.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenschieber (38) auf der Seite der Anschlagflächen (32, 34, 36) eine Gleitbahn (6o) für die Nase (3o) aufweist, die einerseits durch eine Einsenkung (58), andererseits durch eine Abstufung (36) begrenzt ist, wobei die Anschlagflächen (32, 34, 36) von den beiden Seiten der Einsenkung (58) und die zurückspringende Fläche (36) von der Abstufung gebildet werden.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerung des Nockenschiebers (38) ein Gleiten des Schiebers zwischen zwei Stellungen ermöglicht, die den Stellungen der Nase (3o) bei eingeschaltetem (I) bzw. ausgelöstem (A) Leistungsschalter (14) entspricht, wenn sich die Nase (3o) in der Einsenkung (58) befindet.

7. Antrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Gleitbahn (6o) der Nase (3o) der Länge des Bewegungsweges der Nase (3o) bei Umschaltung des Leistungsechalters (14) von ausgelöstem (A) zu ausgeschaltetem (0) Zustand entspricht.

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8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (44) zwei Schaltstellungen besitzt und mit der Nockenfläche (4o) in der Weise zusammenarbeitet, daß er sich in den beiden Endstellungen der Gleitbewegung des Nockenschiebers (38) in jeweils einer anderen Schaltstellung befindet, wobei die eine Endstellung dem eingeschalteten (I) und die andere Endstellung dem ausgelösten (A) oder ausgeschalteten (0) Zustand des Leistungsschalters (14) entspricht.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (14) einen Kipp- oder Schubhebel (12) besitzt.

10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (14) einen Drehhebel besitzt.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 - Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Drehantrieb ist.

12. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 - Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Kipp- oder Schubantrieb ist.

13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Aufsatz zu einem Normschalter bildet.

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