DE2742772A1

DE2742772A1 - Antriebsvorrichtung fuer elektrische leistungsschalter

Info

Publication number: DE2742772A1
Application number: DE19772742772
Authority: DE
Inventors: Siegfried Jaehrig; Reinhard Liebig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-20
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1979-03-22
Also published as: JPS5456177A; DE2742772B2; ATA626978A; DE2742772C3; AT374040B; US4204103A; BR7806119A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 77 P 3802 BRD

Antriebsvorrichtung für elektrische Leistungsschalter

Die Erfindung befaßt sich mit einer Antriebsvorrichtung für elektrische Leistungsschalter mit an einer Welle mittels eines Kurbelarmes angreifenden Kraftspeicherfedern, die in gespanntem Zustand verklinkbar sind.
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Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist beispielsweise in der DT-OS 22 36 788 beschrieben. Im allgemeinen werden von solchen AntriebsVorrichtungen folgende Schaltvorgänge verlangt: Sofortiges Einschalten durch einen Einschaltbefehl an dem Schalter selbst oder durch Fernbetätigung in einer Schaltwarte, sofortiges Ausschalten, gleichfalls durch einen am Schalter selbst oder in einer Schaltwarte abgegebenen Schaltbefehl sowie auch selbsttätiges Ein- und Ausschalten in Abhängigkeit von Schutz- oder Sicherheitseinrichtungen.

Besonders im Hinblick auf die häufig verlangte Kurzunterbrechung müssen die Antriebsvorrichtungen imstande sein, unmittelbar nach einer Ausschaltung wieder einzuschalten und danach nochmals zu unterbrechen, falls ein Fehler durch die Kurzunterbrechung nicht beseitigt werden konnte.

Die Antriebsenergie für diese Schalthandlungen wird in Federn gespeichert, die durch eine Spannvorrichtung, ζ. Β. einen Motorantrieb, gespannt werden können. Werden die Antriebsvorrichtungen so ausgebildet, daß die zum Ausschalten benötigte Energie von den Einschaltfedern aufgebracht und beim Einschaltvorgang auf

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die Ausschaltfeder übertragen wird, so werden an den die Einschaltfedern enthaltenden Teil der Antriebsvorrichtungen hohe Anforderungen hinsichtlich des Energieinhaltes und der mechanischen Zuverlässigkeit gestellt. Diese Ansprüche sind um so schwieriger zu befriedigen, je größer die verlangte elektrische Schaltleistung der Leistungsschalter ist. Insbesondere werden die von der Antriebsvorrichtung ausgehenden Erschütterungen des gesamten Schalters zu einem erheblichen Problem, weil hierdurch nicht nur alle Teile mechanisch stark beansprucht werden, sondern auch die empfindlicheren Teile des Leistungsschalters, wie Hilfsschalter, Relais, Schütze, Auslöser u. dgl., in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die bei gesteigerter Leistungsfähigkeit raumsparend aufgebaut werden kann und erschütterungsarm arbeitet. Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß zwei Gruppen parallelgeschalteter Schraubenfedern an um 180° versetzten gegenüberliegenden Kurbelarmen der Welle angreifen und daß zwischen den Kurbelarmen eine Spannvorrichtung für die Federn angreift. Durch parallelgeschaltete Federn läßt sich auf verhältnismäßig geringem Raum eine große Energie speichern. Bei der Bewegung dieser Federgruppen entsteht nur eine geringe Unwucht, da sich die Massenkräfte bezüglich der Welle im wesentliehen ausgleichen. Ferner läßt sich die Welle bei dieser Anordnung kurz und stabil ausführen, weil die Federgruppen einander nicht behindern und daher die Kurbelarme und die Spannvorrichtung, z. B. ein Klinkenrad, mit geringem axialem Abstand angeordnet sein können.

An sich ist es bei Antriebsvorrichtungen für Leistungsschalter bekannt, parallelgeschaltete Schraubenfedern zu verwenden (US-PS 3 723 686). Dabei ist jedoch nicht erkannt worden, daß erst die Verwendung zweier gleicher Federgruppen, die an um 180° versetzten Kurbelarmen einer Welle angreifen, bei großer Federenergie eine Arbeitsweise mit geringen Erschütterungen ergibt.

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VPA 77 P 3802 BRD Es sind auch Sprungantriebe bekannt geworden (Siemens-Betriebsanleitung SW 8378-220 für Lasttrennschalter 3 CB), bei denen an einander gegenüberliegenden Kurbelarmen einer Welle je eine Schraubenfeder angreift. Diese Antriebsvorrichtungen können nicht die eingangs beschriebenen Schaltvorgänge ausführen und die für Leistungsschalter benötigte Energie speichern. Sie bilden daher keine Anregung zur Schaffung einer Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Versuche haben ergeben, daß mit Hilfe von je vier parallelgeschalteten Schraubenfedern die für Mittelspannungs-Leistungsschalter erforderliche Antriebsenergie bei geringem Raumbedarf bereitgestellt werden kann.

Zur Erlangung kleiner Abmessungen und günstiger mechanischer Beanspruchungen trägt es ferner bei, wenn der Antrieb der gespeicherten Federkräfte an einem der Kurbelarme erfolgt und die Lagerung der Welle zwischen den Kurbelarmen liegt.

Als Kraftspeicherfedern können in bekannter Weise Schraubendruckfedern dienen. Diese können zwischen einem ortsfesten und einem geradlinig geführten Widerlager abgestützt sein, das durch eine Zugstange mit je einem der Kurbelarme verbunden ist.

Die Längsachse der Federanordnung kann gegenüber der Ebene des Gehäuses geneigt sein. Diese Neigung braucht nur wenige Y/inkelgrade zu betragen und bewirkt, daß der Innenraum der üblicherweise quaderförmigen Gehäuse besser ausnutzbar ist.

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

Die Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Antriebsvorrichtung für einen Mittelspannungs-Leistungsschalter der ölarmen Bauart. 35

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1.

Flg. 3 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung.

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Die Antriebsvorrichtung ist in einem Gehäuse untergebracht, das einen tragenden Gehäuseteil 1 von wannenförmiger Gestalt mit einem ebenen Boden 2 und vier Seitenv/änden 3» 4, 5 und 6 aufweist. An dem Boden 2 sind Profilschienen 7 und 8 angeschweißt, die zur Befestigung von Stützisolatoren dienen, an denen die Polsäulen des Leistungsschalters angebracht werden können. Hierzu sind die Profilschienen mit schrägen Einschnitten 10 versehen. Wie später noch erläutert wird, wird der Antriebsmechanismus durch eine Abdeckhaube 60 vor äußeren Einflüssen geschützt.

Von einer Darstellung des kompletten Leistungsschalters kann im Rahmen dieser Beschreibung abgesehen werden, weil die aus der Antriebsvorrichtung, den Stützisolatoren und den Polsäulen bestehende Anordnung allgemein bekannt ist und beispielsweise der DT-AS 15 AO 439 entnommen werden kann.

Die Antriebsverrichtung ist nach dem Prinzip des Federspeicherantriebes aufgebaut. Sie besitzt dementsprechend Schraubenfedern 11, die in zwei Gruppen 12 und 13 zu je vier Schraubenfedern 11 angeordnet sind. Die Schraubenfedern 11 stützen sich einerseits an ortsfesten Widerlagern 14 und 15 und andererseits an beweglichen Widerlagern 16 und 17 ab, die durch Je eine Zugstange 20 bzw. 21 mit einem Kurbelarm 22 bzw. 23 einer Spannv/elle 24 verbunden sind. Die Schraubenfedern 11 sind mit ihren beweglichen Widerlagern 16 und 17 an Führungsstangen 25 geführt, die sich Jeweils zwischen dem ortsfesten Widerlager 14 bzw. 15 und einem zugehörigen Tragwinkel 26 bzw. 27 erstrecken.

In der gezeigten Stellung sind die Schraubenfedern 11 entspannt.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die Längsachse der Federanordnung unter einem Winkel von einigen Grad zu dem Boden des Gehäuseteiles 1 steht und daß die Haltewinkel 26 und 27 dementsprechend eine unterschiedliche Gestalt aufweisen. Durch die Schräglage der Federanordnung wird im unteren Teil der Antriebsvorrichtung der zur Unterbringung weiterer Teile benötigte Raum geschaffen.

Ausgehend von der gezeigten Stellung kann die Spaxinwelle 24 in ihren Lagern 30 und 31 durch ein auf ihr befestigtes Klinkenrad

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schrittweise gedreht werden, bis sich ein gleichfalls auf der Spannwelle 24 befestigter Hebel 33 mit einer an seinem Ende angebrachten Rolle 34 an eine Anschlagfläche 36 eines schwenkbar gelagerten Anschlaghebels 35 anlegt. Durch die Lage der Anschlagfläche 36 ist dafür gesorgt, daß sich die Rolle 34 kurz nach dem Überschreiten der Totpunktstellung der Spannwelle 24 bezüglich der Kräfte der Federn 11 anlegt. Zur Freigabe der gespannten Spannwelle 24 kann der Anschlaghebel 35 mittels der Auslösewelle 37 und eines an ihr befestigten Hebels geschwenkt werden, bis die Rolle 34 von der Anschlagfläche 36 abgleitet.

Die schrittweise Drehung des Klinkenrades 32 kann entweder durch einen Motor und eine durch diesen hin- und hergehend bewegbare Schubklinke erfolgen oder von Hand durch den auf der Spannwelle 24 gelagerten Spannhebel 40, der durch eine nicht gezeigte einsteckbare Stange verlängerbar sein kann.

Die bei der Entklinkung der Spannwelle 24 freiwerdende Kraft der Federn 11 wird durch eine an dem Kurbelarm 22 der Spannwelle 24 gelagerte Rolle 41 und einen Kulissenhebel 42 auf eine Schalterwelle 43 übertragen, die sich über die ganze Breite des tragenden Gehäuseteiles 1 erstreckt und die in den Seitenwänden 4 und 6 gelagert ist. Zur Verbindung des Kulissenhebels 42 und der Schalterwelle 43 dient dabei eine einstellbare Kupplung 44. Die Drehung der Schalterwelle 43 ist durch Anschläge 45 und 46 begrenzt, an die sich auf der Schalterwelle 43 befestigte Hebel 47 und 48 anlegen können. Der Hebel 47 ist zugleich mit einem Zapfen 50 versehen, mit dem in bekannter Weise eine aus Isolierstoff bestehende Antriebsstange für eine der Polsäulen des Leistungsschalters verbunden werden kann.

Die Schalterwelle 43 trägt noch einen weiteren Kurbelarm 51» an dem das eine Ende einer Ausschaltfeder 52 angreift, deren anderes Ende sich an einem ortsfesten Widerlager 53 abstützt. Zur Führung der Ausschaltfeder 52, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, dienen teleskopartig ineinandergreifende Führungsstangen 54 und 55. Die Ausschaltfeder 52 wird bei der schon beschriebenen Einschaltbewegung infolge der Drehung der Schalterwelle 43 ge-

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VPA 77 P 3802 BRD spannt und in gespanntem Zustand durch eine.Verklinkung der Schalterwelle 43 festgehalten. Diese Verklinkung besteht aus einem auf der Schalterwelle 43 sitzenden Rollenhebel 56 und einem in üblicher Weise durch selbsttätige Auslöser oder von Hand freigebbaren Anschlag.

Die Antriebsvorrichtung ist in der Lage, eine sogenannte Kurzunterbrechung durchzuführen, d. h. die unmittelbar aufeinanderfolgende Schaltfolge Aus-Ein-Aus. In der Einschaltstellung sind nämlich die Ausschaltfeder 52 und die Einschaltfeder 11 gespannt, weil in bekannter Weise dafür gesorgt ist, daß unmittelbar nach Entklinkung der Einschaltfedern 11 die selbsttätige Spannvorrichtung eingeschaltet wird. Es kann daher sofort nach einer vollzogenen Ausschaltung der Einschaltbefehl durch Betätigung der Auslösewelle 37 gegeben werden, worauf der Schalter bei gleichzeitiger Spannung der Ausschaltfeder 52 eingeschaltet wird. Ebenfalls unmittelbar anschließend kann die Verklinkung der Schalterwelle freigegeben werden, worauf der Schalter wieder ausgeschaltet wird.

Die in dem tragenden Gehäuseteil 1 untergebrachten bzw. daran gelagerten Antriebsteile sind, wie die Fig. 3 zeigt, durch eine Haube 60 abgedeckt, die aus einem dünnwandigen metallischen Werkstoff oder aus einem geeigneten Kunststoff bestehen kann. An mehreren Stellen der Haube 60 sind Abwinkelungen bzw. Ansätze 61 vorgesehen, die sich gegen den Rand der Seitenwände des tragenden Gehäuseteils 1 legen und dadurch die gegenseitige Lage des Gehäuseteils 1 und der Haube 60 bestimmen. An dein Gehäuseteil 1 sind außerdem Zungen 62 mit Öffnungen 63 angebracht, die über in der Nähe des Randes der Haube 60 angebrachte Vorsprünge 64 greifen können. Das Material der Haube 60 ist im Bereich dieser Vorsprünge 64 elastisch verformbar, so daß die Haube 60 auf die Zungen 62 aufgeschnappt werden kann. Es können auch hiervon abwei- - chende Befestigungsmittel vorgesehen sein.

Die Fig. 3 läßt erkennen, daß die Teilfuge zwischen dem tragenden Gehäuseteil 1 und der Haube 60 parallel zu der Grundfläche des Gehäuses verläuft und die Gesamttiefe 65 des Gehäuses der Antriebs-

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VPA 77 P 3802 BRD vorrichtung etwa im Verhältnis 1 : 2 unterteilt, d. h. etwa ein Drittel der Tiefe entfällt auf den tragenden Gehäuseteil 1 und zwei Drittel entfallen auf die Haube. Diese Gestaltung ergibt sich aus dem Gedanken, den tragenden Gehäuseteil nur entsprechend der zur Aufnahme der Antriebsteile erforderlichen Festigkeit zu bemessen und für die Abdeckung eine nur dieser Aufgabe angepaßte Haube zu verwenden. Die Antriebsteile ragen bei dieser Gestaltung des tragenden Gehäuseteils über dessen Konturen so weit hinaus, daß sie von allen Seiten sehr gut zugänglich sind. Dies erleichtert sowohl den Zusammenbau der Teile während der Fertigung als auch die spätere Inspektion und Wartung.

5 Ansprüche
3 Figuren

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Claims

VPA 77 P 3802 3RD Patentansprüche 2742772

M J Antriebsvorrichtung für elektrische Leistungsschalter mit an einer Welle mittels eines Kurbelarmes angreifenden Kraft speicherfedern, die in gespanntem Zustand verklinkbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Gruppen (12, 13) parallelgeschalteter Schraubenfedern (11) an um 180° versetzten gegenüberliegenden Kurbelarmen (22, 23) der Welle (24) angreifen und daß zwischen den Kurbelarmen (22, 23) eine Spannvorrichtung (32) für die Schraubenfedern (11) angreift.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Je vier gleiche Schraubenfedern (11) parallelgeschaltet sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb an einem der Kurbelarme (22) erfolgt und daß die Welle (24) beidseitig der Spannvorrichtung (32) gelagert ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftspeicherfedern Druckfedern (11) dienen, die zv/ischen einem ortsfesten (14, 15) und einem geradlinig geführten Widerlager (16, 17) abgestützt sind, das durch eine Zugstange (20, 21) mit je einem der Kurbelarm»? (22, 23) verbunden ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Anordnung der Schraubenfedern (11) gegenüber der Ebene des Gehäuses (1) der Antriebsvorrichtung geneigt ist.

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