DE2803787B2 - Schalter-Antriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalterantriebsvorrichtung mit zwei in parallel zueinander liegenden Ebenen verschwenkbaren Hebeln, von denen der eine mit dem Schalter zu verbinden ist und der andere einen Antriebshebel bildet, wenigstens einer am Antriebshebel angreifenden und durch eine Schwenkbewegung desselben spannbaren Feder und einem den mit dem Schalter zu verbindenden Hebel bis zur Freigabe festhaltenden Sperrglied.

Bei einer bekannten Schalterantriebsvorrichtung dieser Art (DE-OS 7 59 194) ist der Antriebshebel, der etwa auf halber Länge über eine angelenkte Lasche mit einem die Kraft zum Schließen des Schalters erzeugenden Elektromagneten verbunden ist, an seinem einen Ende schwenkbar auf einem ortsfesten Zapfen gelagert, während sein anderes Ende schwenkbar mit dem anderen Hebel verbunden ist, an den auf halber Länge eine Schalterbetätigungsstange angelenkt ist. Dieser Hebel ist im Bereich seines freien Endes mit dem Antriebshebel mit Hilfe des als Klinke ausgebildeten Sperrgliedes kuppelbar. Er schwenkt deshalb im gekuppelten Zustand zusammen mit den Antriebshebel um dessen Schwenkachse. Um den Schalter von der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu überführen, muß diese Klinke geöffnet werden, damit der mit der

Schalterbeätigungsstange verbundene Hebel eine Schwenkbewegung um seine Anlenkstelle am Antriebshebel ausführen kann. Ehe der Schalter wieder in die Einschaltsteilung gebracht werden kann, muß der Antriebshebel in eine Lage geschwenkt werden, in der er wieder mit dem anderen Hebel gekuppelt werden kann, wozu eine am Antriebshebel angreifende Feder vorgesehen ist, die sich auf einem den Elektromagneten aufnehmenden Gehäuse abstützt und bei der Schwenkbewegung des Antriebshebels während des SchlieQvorganges gespannt wird. Eine solche Schalterantriebsvorrichtung ist nicht nur kompliziert Sie ist auch mit dem Nachteil behaftet, daß sie ein Hilfsnetz zum Anschluß des Elektromagneten benötigt, was vielfach in Schaltstationen, beispielsweise Mittelspannungs-Transformatorstationen, nicht vorhanden ist Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zum öffnen des Schalters eine zweite Antriebsvorrichtung notwendig ist, so daß nicht nur der Aufwand groß ist, sondern auch der Raumbedarf, was insbesondere dann störend ist, wenn die Abmessungen des Schalters wegen der Antriebsvorrichtung größer gewählt werden müssen, als dies ohne Rücksich* auf die Antriebsvorrichtung möglich wäre, wie dies beispielsweise bei Schaltern mit einer Isoliergasfüllung eier Fall sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalterantriebsvorrichtung zu schaffen, die einen verkleinerten Raumbedarf hat und die insbesondere eine schmale Bauweise ermöglicht. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Eine derartige Antriebsvorrichtung ist sowohl für Lastschalter als auch Leistungsschalter verwendbar, und infolge ihres geringen Raumbedarfs eignet sie sich auch zum Antrieb von Schaltern mit einer Isoliergasfullung, js welche infolge der hohen Isolierfähigkeit des Isoliergases, bei dem es sich beispielsweise um SF₆-GaS handeln kann, relativ geringe Abmessungen haben. Von besonderem Vorteil ist dabei die schmale Bauweise, da hierdurch mehrere Antriebsvorrichtungen dicht nebeneinander angeordnet werden können, wie dies erforderlich sein kann, wenn beispielsweise im Gehäuse eines mit Isoliergas gefüllten Schalters mehrere Schalteinheiten dicht nebeneinander angeordnet sind.

Vorzugsweise haben die beiden Schwenkhebel eine gemeinsame Schwenkachse, um den Aufwand und den Raumbedarf noch weiter zu verkleinern.

Soll der Schalter mit Hilfe der Antriebsvorrichtung nicht nur in der einen, sondern in beiden Richtungen betätigbar sein, dann kann man die erfindungsgemäße Schalter-Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 3 ausbilden.

Eine besonders einfache Kraftübertragung /wischen den Schwenkhebeln und der spannbarcn Feder und damit auch eine einfache und raumsparende Bauweise « erhält man mit den Merkmalen der Ansprüche 4 bis 6.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die spannbare Feder als Druckfeder ausgebildet, da hierdurch die Anpassung der Federcharakteristik an die Erfordernisse vereinfacht wird. Besonders einfach ist t>o eine solche Anpassung und Änderung der Federcharakteristik dann, wenn die Druckfeder als Tellerfederpaket ausgebildet ist, weil dann Tellerfedern unterschiedlicher Charakteristik kombiniert werden können. Beispielsweise kann man durch eine entsprechende Federcharakteristik eine sehr hohe Anfangskraft zur Erzielung einer hohen Beschleunigung zu Beginn des Schaltvorgangs erreichen. Ein weiterer Vorteil von Druckfedern besteht darin, daß der konstruktive Aufwand für die Kraftübertragung und damit auch der Raumbedarf sehr gering gehalten werden können. Dies gilt vor allem bei einer Ausbildung der Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 8.

Eine besonders einfache und betriebssichere, aber auch raumsparende Ausbildung und Anordnung der Sperrhebel sowie der sie betätigenden Bauteile erhält man mit den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 12.

Hinsichtlich einer schmalen Bauweise und einer aus Sicherheitsgründen erwünschten Abdeckung der bewegbaren Teile ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 13 vorteilhaft.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematisch dargestellte Ansicht eines Schalters mit drei nebeneinander angeordneten Antriebsvorrich tungen;

F i g. 2 eine Seitenansicht des Scha! .?rs und eine der Antriebsvorrichtungen;

F i g. 3 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung in dereinen Endstellung;

F i g. 4 einen Schnitt der Antriebsvorrichtung in einer Stellung '.-.ahrend des Spannens der einen Druckfeder:

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V- V'der F i g. 3.

Einem Schalter t, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen SF6-isolierten Mittelspannungsschalter handelt, sind drei gleich ausgebildete Schalter-Antriebsvorrichtungen 2 zugeordnet, da das Gehäuse des Schalters drei dreiphasige Schalter enthält, die aus je drei einphasigen Schalteinheiten 3 aufgebaut sind. Die Schalter-Antriebsvorrichtungen 2 sind, wie besonders Fig. 1 zeigt, nebeneinander auf dem Deckel des Schaltergehäuses montiert.

Wegen der gleichen Ausbildung aller Schalter-Antriebsvorrichtungen 2 ist im folgenden nur eine einzige näher erläutert.

Eine rechteckförmige Bodenplatte 4 trägt zwei lotrecht auf ihr stehende sowie parallel und im Abstand voneinander angeordnete Seitenplatten 5 mit im wesentlichen rechteckförmiger Konfiguration. In den Seitenplatten 5 sind die beiden Enden einer panllel zur Bodenplatte 4 liegenden Schwenkachse 6 festgelegt, auf der ein als Ganzes mit 7 bezeichneter Antriebshebel sowie ein als Ganzes mit 8 bezeichneter Antriebshebel schwenkbar gelagert sind. Der Antriebshebel 8 wird, wie Fig.5 zeigt, durch zwei hochkant stehende Flachschienen 8' gebildet, die parallel nebeneinander liegen und einen Abstand voneinander haben, der durch zwei Augenschrauben 9 bedingt ist, deren augenförmiger Kopf zwischen den beiden Flachschienen 8' liegt und schwenkbar auf je einem Stift 10 gelagert ist. Die beiden Stifte 10, welche in Bohrungen der Flachschienen 8' eingreifen, sind, wit F i g. 3 zeigt, annähernd diametral bezüglich der Schwenkachse 6 in gleichem Abstand von dieser angeordnet. Der Antriebshebel 7, der in der entgegengesetzten Richtung wie der Abtriebshebel 8 über die Seitenplatten 5 übersteht und ebenso wie der Abtriebshebel 8 über die Schwenkachse 6 hinaus verlängert ist, besteht ebenfalls aus zwei hochkant liegenden und parallel zueinander angeordneten Flachschienen T, deren Abstand jedoch, wie F i g. 5 zeigt, so groß gewählt ist, daß zwischen ihnen der Abtriebshebel 8 frei geschwenkt werden kann.

Die beiden Augenschrauben 9 sind je an das eine Ende einer mit einem Innengewinde versehenen Hülse

11 eingeschraubt, an deren anderem Ende mittels einer Schraube 12 ein Federteller 13 befestigt ist. An diesem Federteller liegt das eine Ende eines von der Hülse 11 getragenen Tellerfederpaketes 14 bzw. 14' an. dessen anderes Ende an der ebenen Fläche eines längsverschiebbar auf der Hülse 11 sitzenden Druckstückes 15 anliegt, das auf der dem Antriebshebel 7 und dem Abtriebshebel 8 zugekehrten Seite eine zylindrische Mantelfläche hat, wie die F i g. 3 und 4 zeigen. Mit dieser konvex-zylindrischen Mantelfläche liegen die Druckstückc 15 in den beiden Endstellungen der I lebel 7 und 8 sowie während des Spannvorgangs des zugeordneten Tellerfederpaketcs an den beiden Flachschienen T des Antriebshebels 7 an. welche dort, wo die Druckstücke 15 anliegen, eine nutartige Ausnehmung mit konkav-zylindrischem Profil haben, dessen Krümmungsradius an denjenigen der konvex-zylindrischen Fläche der Druckstücke 15 angepaßt ist. Im Ausführungsbeispiel sind diese Ausnehmungen im Vergleich /.um /.ugeoruiieieii Stift 10 etwas weiter zum benachbarten freien Hebelende hin versetzt.

Um den Ablriebshebel 8 in der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Endstcllung zu halten, während durch eine Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Blickrichtung gemäß den F i g. 3 und 4 das in diesen Figuren links dargestellte Tellerfederpaket 14 gespannt wird, ist ein erster Sperrhebel 16 vorgesehen, der oberhalb des über die Schwenkachse 6 hinaus verlängerten Endabschnittes des Abtriebshebels 8 mit zur Schwenkachse paralleler Achse schwenkbar auf einem Bolzen 17 gelagert ist. Die Enden dieses Bolzens liegen in Bohrungen der Seitenplatten 5. Das dem Antriebshebel 7 zugekehrte Ende des ersten Sperrhebels 16 ist. w ie F i g. 5 zeigt, als Gabel ausgebildet, in der eine über die Gabelenden überstehende Rolle 19 drehbar auf einem parallel /ur Schwenkachse 6 liegenden Stift 20 gelagert ist. Die Länge des Stiftes 20 und die Abmessung des gabelförmigen Endes in Längsrichtung dieses Stiftes sind kleiner als der Abstand zwischen den Flachschienen T des Antriebshebels 7. Die Rolle 19 liegt an der Oberseite der beiden Flachschienen 8' des Abtriebshebels 8 an.

Bei der η F i g. 3 dargestellten Endstellung des Abtriebshebels 8 schließt die durch die Schwenkachse des ersten Sperrhebels 16 und die Längsachse seiner Rolle 19 definierte Längsachse mit der Längsachse des Antriebshebels 8 einen Winke! ein. der etwas kleiner ist als 90⁼. Damit der Sperrhebel nicht unter der auf ihn vom Abtriebshebel ausgeübten Kraft entgegen dem Uhrzeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß F i g. 3 schwenkt, ist ein in den Seitenplatten 5 gelagerter Anschlagstift 21 vorgesehen, an dem der der Rolle 19 abgekehrte Endabschnitt des Sperrhebels 16 Anschlag findet.

Zwischen der Schwenkachse und dem gabelförmigen Ende steht auf beiden Seiten des ersten Sperrhebels 16 ein parallel zur Schwenkachse liegender Mitnehmerstift 22 über, dessen Länge so gewählt ist, daß er in den Schwenkbereich der beiden Flachschienen T des Antriebshebels 7 ragt.

Ein gleich ausgebildeter, zweiter Sperrhebel 23 ist schwenkbar auf einem Bolzen 24 gelagert, der so angeordnet ist, daß in der zweiten Endstellung des Abtriebshebels 8, in der dieser nach unten in eine Lage geschwenkt ist, welche der in F i g. 3 dargestellten Lage des Antriebshebels entspricht, die Längsachse des Abtriebshebels 8 mit derjenigen des zweiten Sperrhebels 23 einen Winkel einschließt, der wenig kleiner als 90" ist. In dieser Stellung liegt der zweite Sperrhebel 23 an einem Anschlagstift 2Γ an, der eine Verkleinerung des genannten Winkels verhindert.

ί Wird der Antriebshebel 7 aus der in F i g. 3 dargestellten Stellung nach oben geschwenkt, wie dies F i g. 4 zeigt, dann wird zunächst noch der Abtriebshebel 8 durch den ersten Sperrhebel 16 in der in F i g. 3 dargestellten Endstellung gehalten. Dies bedeutet, daß

ίο auch die beiden Stifte 10, welche die Augen der Augenschrauben 9 durchdringen, ihre Position beibehalten. Die Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt daher eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Druckstück

is 15 des in F i g. 3 links dargestellten Tellerfederpaketcs 14 und dem Stift 10. was gleichbedeutend ist mit einer Verschiebung des Druckstückes 15 auf der Hülse 11 gegen den Federtellcr 13 hin, wodurch das Tellcrfcderpakei i4 gespannt wuu. Bei uicscni Spaiiiivoigiirig

;i) schwenkt die Hülse 11 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Stift 10. Das andere, in Fig. 3 rechts dargestellte Tellerfederpaket 14' wird hingegen bei dieser Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 nicht gespannt, da die Flachschienen 7' vom zugehörigen Druckstück abheben.

;■■> weil der benachbarte Stift 10 zunächst seine Lage nicht verändert. Die Hülse 11 des Federpaketes 14' wird daher zunächst ihre Lage beibehalten. Ebenso bleibt die Lage des zweiten Sperrhebels 23 während des Spannvorgangs unverändert, da dessen Rolle auf dem

in Abtriebshebel 8 aufliegt.

Gegen Ende r!es Spannvorganges nähert sich die Oberseite der Flachschienen »" des Antriebshebels 7 dem Mitnehmerstift 22 des ersten Sperrhebels 16. Durch je eine nutförmige Ausnehmung 25 mit konkav-zylindri-

:'i schem Profil in den beiden Flachschienen 7 gegenüber den Ausnehmungen für die Anlage der Druckstücke 15 wird bei einem weiteren Schwenken des Antriebshebels

7 entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Mitnehmerstift 22 eine Kraft ausgeübt, welche ihn über diejenige

■»" Schwenkstellung hinaus schwenkt, in der seine Längsachse senkrecht auf der Längsachse des Antriebshebels

8 steht. Sobald der erste Sperrhebel 16 diese Totpunktlage überschritten hat, wird er unter der auf ihn vom Abtriebshebel 8 ausgeübten Kraft noch weiter

*'-■■ im Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch der Abtriebshebel freigegeben wird und unter der Kraft des sich nun entspannenden, in Fig. 3 links dargestellten Tellerfederpaketes 14 nach unten in seine andere Endstellung geschwenkt wird.

v> In dieser Endstellung nimmt der erste Sperrhebel 16 eine Lage ein, die derjenigen des zweiten Sperrheuels 23 in Fig. 3 entspricht. Letzterer wird hingegen, während sich der Abtriebshebel 8 in seine andere Endstellung bewegt, unter der Wirkung einer Rückholfeder 26 im Uhrzeigersinn in diejenige Stellung geschwenkt die der in F i g. 3 dargestellten Stellung des ersten Sperrhebels 16 entspricht und in der er an seinem Anschlagstift anliegt. Eine entsprechende Rückholfeder 26 weist auch der erste Sperrhebel 16 auf. Die Federn 26 sind

eo einerseits am oberen Ende des zugeordneten Sperrhebels und andererseits an zwei Stiften 27 befestigt, welche die beiden Seitenplatten 5 miteinander verbinden.

Für eine Schalterbetätigung im entgegengesetzten Sinne muß der nun oben stehende Antriebshebel 7 wieder nach unten in die in Fig.3 dargestellte Lage geschwenkt werden. Dabei wird zunächst der Abtriebshebel 8 durch den zweiten Sperrhebel 23 blockiert, so

dall die beiden I laehsehiencn T das Druckstück 15 des in I'i g. J rechts dargeslelllen I ellerkderpakcles 14' gegen das freie linde seiner Hülse Il hin verschieben und dabei dieses i'e!lciiedei|i.ikel 14' spannen, (legen linde des .Schwenkvorganges kommen die Heiden I lachschienen T mil je einer niill'örmigen Ausnehmung 25' in Anlage an den Milnehmerstift 22 des /weilen Sfui.Thcbcls 2.5. Dieser wird dadurch entgegen dem

Uhrzeigersinn gcschwenkl und gibl nach dem Überschreiten der Tolpunkllage den Ablriebshebel 8 frei. Dieser schwenkt nun tinier L,er Kraft des sich entspannenden Tellerfederpaketes nach ohen in die in [ig. 3 dargestellte Lage, Gleichzeitig schwenkt die leder 26 ilen ersten Sperrhebel Ib wieder in die SpeiTStelliing.

Hierzu 3 Dlatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Schalterantriebsvorrichtung mit zwei in parallel zueinander liegenden Ebenen verschwenkbaren Hebeln, von denen der eine mit dem Schalter zu verbinden ist und der andere einen Antriebshebel bildet, wenigstens einer am Antriebshebe! angreifenden und durch eine Schwenkbewegung desselben spannbaren Feder und einem den mit dem Schalter zu verbindenden Hebel bis zur Freigabe festhaltenden Sperrglied, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Schalter zu verbindende und das Abtriebsglied bildende Hebel (8) Ober die im Abstand von seiner Schwenkachse (6) an ihm angreifende, als Speicher für die zur Betätigung des Schalters erforderliche Energie ausgebildete Feder (14) mit dem Antriebshebel (7) gekuppelt ist und die Anordnung so getroffen ist, daß mit dem Antriebshebel (7) bei dessen Verschwenken das Sperrglied (16, 23) erst unwirksam gemacht wird, nachdem die Feder (14, IV) gespannt worden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwenkhebel (7, 8) eine gemeinsame Schwenkachse (6) haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung zusätzlich zu dem den Abtriebshebel (8) in der einen Endstellung bis zum Ende des Spannvorgangs haltenden Sperrhebel (16) einen entsprechend ausgebildeten, zweiten Sperrhebel (23) aufweist, der den Abtriebshebel (8) in der anderen Endstellung hält, bis der Spannvorgang der den Abtriebshebel (8) aus dieser Stellung zu srhwenk- η suchenden Feder (14') beendet ist.

4. Vorrichtung nach einem der nsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schwenkhebel (7) über seine Schwenkachse (6) hinaus verlängert ist und daß die Stellen, an denen die spannbare Feder (14) an den Schwenkhebeln (7, 8) angreift, im Bereich dieser Verlängerung und dem neben dieser Verlängerung liegenden Abschnitt des anderen Schwenkhebels (8) liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der andere Schwenkhebel (8) über seine Schwenkachse hinaus verlängert ist und daß eine zweite spannbare Feder (14') im Bereich dieser Verlängerung und dem neben dieser Verlängerung liegenden Abschnitt des anderen Schwenkhebels (7) angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (7, 8) zumindest in dem neben einer Verlängerung des anderen Schwenkhebels (8, 7) liegenden Abschnitt durch zwei im Abstand nebeneinander liegende Arme (T, 8') gebildet ist, zwischen denen der andere Schwenkhebel liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die spannbare Feder als Druckfeder, insbesondere als Tellerfederpaket (14,14') ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Druckfeder (14) über ein Druckstück (15) an den beiden Armen (8') des Abtriebshebels (8) und das andere Ende an einem Federteller abstützbar ist, der am einen Ende eines die Druckfeder tragenden Bolzens (9, 11) angeordnet ist, dessen anderes, das Druckstück durchgreifende Ende gelenkig mit dem Abtriebshebel (8) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vorhandene Sperrhebel (16,23) aus seiner durch einen Anschlag (21, 21') definierten Sperrstellung entgegen der Kraft einer Rückholfeder (26) mittels des Antriebshebels (7) über die neutrale Lage hinaus, in welcher die durch die Schwenkachse und die Anlagestelle am Abtriebshebel (8) definierte Längsachse senkrecht

ίο auf der Längsachse des Abtriebshebels steht, in die Freigabestellung schwenkbar ist, in der die Längsachse des Sperrhebels (16,23) einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Abtriebshebels (8) einschließt

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das am Abtriebshebel (8) anliegende Ende des Sperrhebels (16, 23) durch eine Rolle (19) gebildet ist und seine in deren Achsrichtung gemessene Breite kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Armen (7') des Antriebshebels (7).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sperrhebel (16, 23) einen seitlich überstehenden, in die Schwenkbahn des Antriebshebels (7) ragenden Mitnehmer (22) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (25) des Antriebshebels (7) für den Mitnehmer (22) eine von diesem aus gesehen konkave Form hat.

13. Vorrichtur^ nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwenkhebel (7,8) wenigstens auf einen Teil ihrer Länge sowie die Sperrhebel (16, 23) und die spannbaren Federn (10) zwischen zwei parallelen Platten (5) liegen, die mit Bohrungen für die Aufnahme der Enden der Schwenkachsen (6, 17) für die Schwenkhebel (7, 8) und die Sperrhebel (16, 23) versehen sind.