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Sprungantriebsvorrichtung für ein elektrisches
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Schaltgerät, insbesondere für einen Mittelspannungs-Lasttrennschalter
Die Erfindung betrifft eine Sprungantriebsvorrichtung für ein elektrisches Schaltgerät,
insbesondere für einen Mittelspannungs-Lasttrennschalter, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Im allgemeinen benötigen elektrische Schaltgeräte, insbesondere Mittelspannungs-Lasttrennschalter,
einen mittelbar wirkenden Schaltantrieb, um ausgehend von der eigentlichen Antriebsbewegung
zur Schalterbetätigung zu gewährleisten, daß die Ein- und Ausschaltung mit einer
ausreichenden, von der Geschwindigkeit der eigentlichen Antriebsbewegung unabhängigen
und vorbestimmbaren Geschwindigkeit erfolgen.
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Neben sogenannten Speicherantrieben mit Freiauslösung, bei denen die
Energie für die Ausschaltung bereits im Einschaltzustand des Schaltgerätes gespeichert
ist und beispielsweise durch Auslösung über Sicherungen oder Hilfsauslöser freigegeben
wird, kommen auch sogenannte
Sprungantriebsvorrichtungen zur Anwendung,
bei denen die Energie während der Drehbewegung einer Antriebswelle für die jeweilige
Schaltbewegung zunächst aufgebaut und gespeichert, und am Ende der Drehbewegung
zur Schalterbetätigung freigegeben wird.
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In Netzstationen sind bevorzugt die den Transformatoren zugeordneten
Lasttrennschalter mit Speicherantrieben der erstgenannten Art ausgestattet, während
die Lasttrennschalter der Kabelschleifen bzw. Kabelabgänge Sprungantriebsvorrichtungen
besitzen.
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Hierzu ist es bekannt, derartige Sprungantriebsvorrichtungen mit einer
sogenannten Ubertotpunktmechanik vorzusehen, bei der die Energie in einer Druckfeder
oder Zugfeder aufgebaut und gespeichert wird, wie beispielsweise die DE-PS 10 98
071 oder die DE-OS 28 50 761 veranschaulichen. Eine solche Übertotpunkt-Sprungmechanik
benötigt für die Sperrung und Freigabe der Federkraft keine speziellen Klinken od.
dgl., weil hierfür die Lage einer Kurbel, auf welche die Zug- oder Druckfeder wirkt,
vor oder hinter ihrem Totpunkt ausgenützt wird; bis zum Erreichen der Totpunktlage
der Kurbel wird Energie aufgebaut und gespeichert, während nach dem Überschreiten
der Totpunktlage diese gespeicherte Energie für den Drehantrieb der Schaltwelle
genutzt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Zug- oder Druckfeder mit
Vorspannung eingebaut werden kann, so daß die Schaltwelle auch am Ende der jeweiligen
Schaltbewegung mit Federkraft in die jeweilige Schaltendstellung gedrückt ist und
diese daher sicher erreicht und hält.
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Nachteilig ist jedoch, daß der Punkt der Federfreigabe, also der Beginn
der Schnellschaltbewegung, nicht genau definiert ist, weil unter anderem der Betrag,
den die die Zug- oder Druckfeder spannende Kurbel über die geometrische Totpunktlage
hinaus weiterbewegt werden muß, um tatsächlich entspannen zu können, von den auf-
tretenden
Lagerdrücken und Lagerreibungen und damit auch von der Schmierung abhängt. Nachteilig
ist auch der Platzbedarf der Zug- oder Druckfeder und der mit dieser zusammenwirkenden
Kurbel, die mindestens den doppelten Schaltwinkel gegenüber der Schaltwelle beschreiben
muß.
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Ein im Grundsätzlichen liegender funktioneller Nachteil der Ubertotpunkt-Sprungmechanik
besteht weiter darin, daß nach dem Überschreiten der Totpunktlage die Schnellschaltbewegung
zu einem Zeitpunkt beginnt, in dem die wirksame Hebellänge der Kurbel, auf die die
Zug- oder Druckfeder wirkt, noch kaum verschieden von Null ist. Daher steht unmittelbar
nach Uberschreiten der-Totpunktlage zwar die maximale Federkraft zur Verfügung,
wirkt aber auf die Schaltwelle über eine sehr geringe Hebellänge ein, so daß dennoch
das Anfangsdrehmoment der Schnellschaltbewegung gering ist. Dies ist bei Lasttrennschaltern
ohne nacheilende Abreißkontakte od. dgl. besonders nachteilig, da es hierbei erforderlich
ist, die Hauptkontakte gleich zu Beginn der Schaltbewegung auf eine hohe Geschwindigkeit
zu beschleunigen.
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Diese Nachteile werden durch Sprungantriebsvorrichtungen der gattungsgemäßen
Art etwa gemäR der DE-GbmS 19 93 595 vermieden, bei denen anstelle einer an einer
Kurbel wirkenden Zug- oder Druckfeder eine Verdrehungsfeder vorgesehen ist, die
zwischen der Antriebswelle und der Schaltwelle wirkt. Dabei wird zu Beginn der Drehbewegung
der Antriebswelle die Schaltwelle durch eine Verriegelungsvorrichtung festgehalten,
die aber im Zuge der Bewegung der Antriebswelle mittels einer AuslOsevorrichtung
ausgerastet wird, so daß die Verdrehungsfeder die Schaltwelle mit der bis dahin
gespeicherten Federenergie nachziehen und die Schaltbewegung bewirken kann. Im Falle
der DE-GbmS 19 93 595 ist als Verdrehungsfeder eine Torsionsfeder vorgesehen,
die
koaxial im Inneren der als Hohlwellen ausgebildeten Antriebswelle und Schaltwelle
angeordnet ist. Als Verriegelungsvorrichtungen sind gehäusefeste Klinken vorgesehen,
die mit Radialschultern der Schaltwelle zusammenwirken und mittels einer als Umfangsnocken
der Antriebswelle ausgebildeten Auslösevorrichtung ausgeklinkt werden können.
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Wenn die Verdrehungsfeder ausgehend von der jeweiligen Schaltendstellung
durch Drehung der Antriebswelle in der gewünschten Schaltrichtung jeweils vorgespannt
werden soll, so muß sie in der Schaltendstellung entspannt vorliegen. Würde die
Antriebswelle mit dem einen Ende der Verdrehungsfeder über einen größeren Winkel
gedreht als er der Schaltbewegung entspricht, so daß die Verdrehungsfeder zur Erzielung
der Schaltbewegung bis auf eine Restspannung, also nicht vollständig entspannt,
so müßte diese Restspannung durch eine Rückbewegung der Antriebswelle wieder abgebaut
werden, bevor für den entgegengesetzten Schaltvorgang eine erneute Vorspannung in
der Gegenrichtung erfolgen kann.
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Dies erfordert nicht nur eine kompliziertere Auslösevorrichtung für
die Verriegelungsvorrichtung, sondern auch zusätzlichen Bedienungsaufwand mit der
Möglichkeit von Bedienungsfehlern. Daher werden die Verdrehungsfedern regelmäßig
so ausgelegt, daß die gewünschte Vorspannung für die Schnellschaltbewegung der Schaltwelle
nach einer gegenüber der Schaltbewegung geringeren Bewegung der Antriebswelle erzielt
wird und dann die Freigabe erfolgt, so daß die nacheilende Schaltwelle die Verdrehungsfeder
wieder vollständig entspannt. Dann liegt die Verdrehungsfeder in der jeweiligen
Schaltendstellung im wesentlichen spannungsfrei und steht unmittelbar für eine Rückschaltbewegung
bereit.
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Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Schaltkontakte in den Schaltendstellungen
ohne andrückende Vorspannung
sind. Beim Einschalten bei einem bestehenden
Kurzschluß ist es daher möglich, daß bei ungünstiger Leitungsführung die kinetische
Energie der Schnellschaltkontakte, etwa Schaltmesser, Betätigungsisolatoren od.
dgl. von den dynamischen Kurzschlußkräften aufgezehrt wird und die Schaltkontakte
infolge fehlender Vorspannung der Verdrehungsfeder zwischen der Antriebs- und der
Schaltwelle noch vor Erreichen der Einschalt-Verrastung der Verriegelungsvorrichtung
wieder in Richtung AUS beschleunigt werden. Eine Zerstörung des Schaltgerätes und
Beschädigung des Schaltfeldes wäre die Folge.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sprungantriebsvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, die ein Andrücken
der Schaltkontakte mit Vorspannung der Verdrehungsfeder in Richtung auf die jeweilige
Schaltendstellung gestattet.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Dadurch wird erreicht, daß die Mitnehmerelemente der Antriebswelle
die Verdrehungsfeder an einem Ende erfassen und aus einer bereits vorgespannten
Stellung weiter vorspannen. Nach Freigabe der Verriegelungsvorrichtung durch die
Auslösevorrichtung steht für die Schnellschaltbewegung der Schaltwelle somit die
durch die Drehbewegung der Antriebswelle weiter erhöhte Spannung der Verdrehungsfeder
zur Verfügung, die jedoch nur bis zur Einbauvorspannung entspannt wird und mit dieser
Vorspannung weiter auf die Schaltwelle und damit die Schaltkontakte wirkt, so daß
diese mit ausreichender schartkraft in die jeweilige Schaltendstellung gedrUckt
werden und dort sauber mittels der Verriegelungsvorrichtung verrastet werden können.
Auf diese Weise wird der Vorteil einer Ubertotpunktmechanik im Sinne einer bleibenden
Federbelastung in die jeweilige
Schaltendstellung auch bei einer
Sprungantriebsvor richtung erreicht, ohne auf deren weitere Vorteile verzichten
bzw. die Nachteile einer Übertotpunktmechanik in Kauf nehmen zu müssen, wie dies
einleitend näher erläutert ist.
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Die Unteransprüche 2 bis 18 haben vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung zum Inhalt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer
Sprungantriebsvorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Sprungantriebsvorrichtung
gemäß Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen, wobei die Sprungantriebsvorrichtung
in der Schaltendstellung EIN steht, Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht nach
Drehbewegung der Antriebswelle in Richtung auf die Schaltendstellung AUS kurz vor
Auslösung der Verriegelungsvorrichtung für die noch stillstehende Schaltwelle, Fig.
4 eine den Fig. 2 und 3 entsprechende Darstellung der Sprungantriebsvorrichtung
in der Schaltendstellung AUS, Fig. 5 eine den Fig. 2 bis 4 entsprechende Ansicht
nach Rückbewegung der Antriebswelle in Richtung auf die Schaltendstellung "EIN"
bei noch stillstehender Schaltwelle kurz vor Auslösung der Verriegelungsvorrichtung
und
Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Sprungantriebsvorrichtung
in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung, wobei jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit
die Auslösevorrichtung für die Verriegelungsvorrichtung nicht näher dargestellt
ist.
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In den Fig. 1 bis 5 ist mit 1 eine Antriebswelle und mit 2 eine Schaltwelle
bezeichnet. Die Antriebswelle 1 dient dazu, die für die Schaltbewegung erforderliche
Antriebskraft beispielsweise von Hand von außen her in das im übrigen nicht näher
dargestellte Schaltgerät einzubringen, während die Schaltwelle 2 drehfest mit den
nicht näher dargestellten beweglichen Schaltkontakten des Schaltgerätes verbunden
ist, so daß eine Drehung der Schaltwelle 2 in der einen oder anderen Drehrichtung
zu einer Schaltung der Schaltkontakte zwischen den Schaltendstellungen EIN und AUS
führt.
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Die Antriebswelle 1 ist mit der Schaltwelle 2 in weiter unten im einzelnen
erläuterter Weise über eine Verdrehungsfeder 3 verbunden, welche bei Drehung der
Antriebswelle 1 zunächst Schaltenergie speichert und bei Überschreiten eines bestimmten
Freigabepunktes die gespeicherte Schaltenergie an die bis dahin stillstehende Schaltwelle
2 zur Erzeugung der Schnellschaltbewegung der Schaltkontakte abgibt. Die Verdrehungsfeder
3 ist an einem Federträger 4 gelagert, der über ein Kurhelgetriebe 5 zwangläufig
mit der Schaltwelle 2 antriebsverbunden ist. Hierzu ist eine Kurbelstange 6 an Kurbelzapfen
7 bzw. 8 des Federträgers 4 bzw. der Schaltwelle 2 angelenkt, so daß eine Drehung
des Federträgers 4 zu einer von der gewählten Kurbelübersetzung abhängigen Drehbewegung
der Schaltwelle 2 führt.
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An gerätefesten Abstützungen 9, die lediglich in Fig. 1 angedeutet
sind, ist eine Verriegelungsvorrichtung 10 gelagert, die im Beispielsfalle aus zwei
alternierend
in je einer der Schaltendstellungen einrastenden Knickgestängen
11 und 12 besteht. In der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Schaltendstellung
EIN ist das Knickgestänge 12 eingerastet und sichert diese Stellung, während in
der Schaltendstellung AUS gemäß Fig. 4 das Knickgestänge 11 eingerastet ist und
diese Stellung sichert. Hierzu greift das Knickgestänge 11 mit einer Riegelstange
13 an einem Kurbelzapfen 19 des Federträgers 4 gelenkig an, während das Knickgestänge
12 über eine Riegelstange 14 an einem Kurbelzapfen 16 der Schaltwelle 2 angreift.
Da der Federträger 4 mit der Schaltwelle 2 über das Kurbelgetriebe 5 zwangläufig
verbunden ist, kann eine Verriegelung der Schaltwelle 2 gegen Drehung wahlweise
unmittelbar an der Schaltwelle 2 oder am Federträger 4 angreifen, wobei sich durch
die gewählte Verbindung des Knickgestänges 11 mit dem Federträger 4 einerseits und
des Knickgestänges 12 mit der Schaltwelle 2 andererseits bei der gewählten Gesamtkonstruktion
der Sprungantriebsvorrichtung im vorliegenden Beispielsfalle eine vorteilhafte Ausnutzung
des gebotenen Bauraumes ergibt.
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Die Riegelstange 13 des Knickgestänges 11 ist gelenkig mit einer im
Querschnitt etwa U-förmigen, als Stanzteil ausgebildeten Knickstange 17 verbunden,
die drehfest mit einer drehbar in den gerätefesten Abstützungen 9 gelagerten Betätigungswelle
19 für das Knickgestänge 11 verbunden ist. Entsprechend ist die Riegelstange 14
des Knickgestänges 12 mit einer entsprechend ausgebildeten Knickstange 18 gelenkig
verbunden, die drehfest auf einer in den gerätefesten Abstützungen 9 drehbaren Betätigungswelle
20 gelagert ist. Die Betätigungswellen 19 und 20 der Knickgestänge 11 und 12 sind
mit Freigabeelementen 21 bzw. 22 verbunden, die von einer Auslösevorrichtung 23
aus betätigbar sind, um jedes der unter Druckspannung stehenden Knickgestänge 11
und 12, welche die Schaltwelle 2 gegen die Kraft der von der Antriebswelle 1 aus
gespannten Verdrehungsfeder 3 fest-
halten, in die geknickte Stellung
zu überführen und damit ihre Verriegelung zu lösen.
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Im Beispielsfalle sind die Freigabeelemente 21 und 22 jeweils durch
eine drehfest mit der zugehörigen Betätigungswelle 19 bzw. 20 verbundene Kurbel
24 bzw. 25 gebildet, an denen zu der jeweiligen Betätigungswelle 19 bzw. 2oachsparelle
zapfenförmige Mitnehmer 26 bzw.
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27 angeordnet sind. Die Mitnehmer 26 bzw. 27 sind von der Auslösevorrichtung
23 zur Überführung der Knickgestänge 11 und 12 in die abgeknickte Stellung erfaßbar.
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Hierzu ist die Auslösevorrichtung 23 als Kurbelgestänge 28 ausgebildet,
dessen mit einem Schlitz 29 versehene Kurbelstange .30 an einem auf der Antriebswelle
1 sitzenden Kurbelzapfen 31 angelenkt ist. Im Schlitz 29 ist im Beispielsfalle der
zapfenförmige Mitnehmer 27 des Knickgestänges 12 unverlierbar geführt, während der
Mitnehmer 26 des Knickgestänges 11 derart angeordnet ist, daß er von einer entsprechend
geformten Außenkante der Kurbelstange 32 mitgenommen wird. Die Länge des Schlitzes
29 bzw. die Anordnung des Mitnehmers 26 bezüglich der Außenkante 32 der Kurbelstange
30 sind dabei so gewählt, daß die Auslösevorrichtung 23 einen vorwählbaren Totgang
besitzt, also gegenüber dem Mitnehmer 26 bzw, 27 des jeweils verrasteten Knickgestänges
11 oder 12 eine gewisse Wegstrecke bewegt werden kann, bevor die formschlüssige
Mitnahme des Mitnehmers 26 oder 27 erfolgt, wie dies weiter unten noch näher erläutert
ist.
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Der Federträger 4 ist nach Art einer Nabe ausgebildet und koaxial
zur Antriebswelle 1 an deren Außenumfang angeordnet. Uber Lagerteile 33 und 34,
die als Haltezapfen ausgebildet sind, stützt der Federträger 4 achsparallel abgebogene
Enden 35 und 36 der Verdrehungsfeder 3 ab. Die Anordnung der Lagerteile 33 und 34
am Außenumfang des Federträgers 4 ist dabei so gewählt, daß die Verdrehungsfeder
3 unter einer wählbaren Vor-
spannung zisc den .iagerteilen 33
und 34 gehalten ist, welche aus jeweilige Ende 35 bzw. 36 der Verdrehungsfeder 4
in deren Entspannungsrichtung abstützen, eine Bewegung der Enden 35 und 36 der Verdrehungsfeder
3 in Richtung der Vorspannung zur Erzielung zusätzlicher Spannung unter Abhebung
von de Lagerteilen 33 und 34 jedoch zulassen. Zur Vereinfachung der Montage der
Verdrehungsfeder 3 kann eines der Lagerteile 33 oder 34, im Beispielsfalle das in
der Zeichnung linke, als Haltezapfen ausgebildete Lagerteil 33 einschraubbar ausgebildet
sein.
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Die mit 37 und 38 bezeichneterl Endwindungen der Verdrehungsfeder
3 zwischen den Ende 35 und 36 einerseits sowie den Windungen 39 im Mittelbereich
andererseits liegen mit allenfalls geringem Spiel an im Endbereich der Verdrehungsfeder
3 vorgesehenen Auflageschultern 40 und 41 des Federträgers 4 an und sind so sauber
geführt. Hingegen liegen die Windungen 39 im Mittelbereich der Verdrehungsfeder
3 im Abstand von der Oberfläche 42 des Federträgers 4 in deren Axialbereich, so
daß die Windungen 39 im Mittelbereich der Verdrehungsfeder 3 bei weiterer Spannung
der Verdrehungsfeder 3 ungestört kontrahieren können.
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Die Antriebswelle 1 weist Mitnehmerelemente 43 und 44 für die Enden
35 bzw. 36 der Verdrehungsfeder 3 auf.
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Die Mitnehmerelemente 43 und 44 können ebenfalls als radial vorstehende
Zapfen ausgebildet sein und werden von den im Beispielsfalle achsparallel weitergeführten
Enden 35 und 36 der Verdrehungsfeder 3 an derselben Seite übergriffen wie die Lagerteile
33 und 34 des Federträgers 4. In den Schaltendstellungen können die Mitnehmerelemente
43 und 44 geringen Abstand von den Enden 35 und 36 der Verdrehungsfeder 4 besitzen,
und brauchen diese jedenfalls nicht unter Druck zu beaufschlagen, so daß die Antriebswelle
1 in den Schaltendstellungen kräftefrei bleibt. Wird jedoch die Antriebs-
welle
1 in der einen oder anderen Drehrichtung verdreht, so entfernt sich eines der Mitnehmerelemente
43 oder 44 von dem zugehörigen Ende 35 oder 36 der Verdrehungsfeder 3, während das
andere Mitnehmerelement 44 oder 43 das zugehörige Ende 36 oder 35 der Verdrehungsfeder
3 mitnimmt und von dem benachbarten Lagerteil 34 oder 33 des Federträgers 4 abhebt.
Da das gegenüberliegende Ende 35 oder 36 der Verdrehungsfeder 3 unverändert vom
Lagerteil 33 oder 34 gehalten ist, wird dadurch die Spannung in der Verdrehungsfeder
3 ausgehend von der Einbau-Vorspannung weiter erhöht.
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In den Fig. 1 unter 2 ist die Schaltendstellung EIN der Sprungantr,iebsvorrichtung
veranschaulicht. In dieser Schaltendstellung EIN ist das Knickgestänge 12 verrastet
und stützt den Kurbelzapfen 16 der Schaltwelle 2 über die Riegelstange 14, die Knickstange
18 und die Betätigungswelle SO gegen die gerätefeste Abstützung 9 ab. Hierdurch
ist die Drehstellung der Schaltwelle 2 und damit die Schaltstellung der daran befestigten
Schaltkontakte in der Schaltendstellung EIN gesichert.
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Über das Kurbelgetriebe 5 hält die so verriegelte Schaltwelle 2 auch
den Federträger 4 gegen Drehung fest.
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Der Mitnehmer 27 an der dem Knickgestänge 12 zugeordneten Kurbel 25
liegt im Bereich des in der Zeichnung unteren Endes des Schlitzes 29 in der Kurbelstange
30 der Auslösevorrichtung 23. Entsprechend der kräftefreien Lage der Antriebswelle
1 ist das Kurbel gestänge 28 der Auslösevorrichtung 23 in seiner in der Zeichnung
oberen Stellung gehalten. Das Knickgestänge 11 ist durchgeknickt und spannungsfrei.
Die Mitnehmerelemente 43 und 44 der Antriebswelle 1 liegen kräftefrei in unmittelbarer
Nachbarschaft der Enden 35 und 36 der Verdrehungsfeder 3, die in der Einbau-Vorspannung
zwischen den Lagerteilen 33 und 34 des Federträgers 4 gehalten ist.
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Wird nun, wie Fig. 3 veranschaulicht, die Antriebswel-
le
1 in Richtung auf die Schaltendstellung AUS gedreht, so hebt das Mitnehmerelement
44 von dem Ende 36 der Verdrehungsfeder 3 ab, welches jedoch seine Lage infolge
der Abstützung am Lagerteil 34 des Federträgers 3 zunächst nicht ändert. Gleichzeitig
nimmt das MitnehmerKement 43, welches ebenfalls mit der Antriebswelle 1 gleichsinnig
wie das Mitnehmerelement 44 gedreht wird, das gegenüberliegende Ende 35 der Verdrehungsfeder
3 mit und hebt dieses vom Lagerteil 33 des Federträgers 4 ab, so daß die Verdrehungsfeder
3 über die Einbau-Vorspannung hinaus zusätzliche Spannung erhält. Gleichzeitig senkt
der Kurbelzapfen 31 des Kurbelgestänges 28 der Auslösevorrichtung 23 die Kurbelstange
30 ab, so daß der Mitnehmer 27 im Schlitz 29 der Kurbelstange 30 nach oben gleitet,
während das Knickgestänge 12 unverändert in seiner verrasteten Stellung stehenbleibt
und die Schaltwelle 2 und damit auch den Federträger 4 festhält. Das mit der Riegelstange
13 am Kurbelzapfen 15 des Federträgers 4 angreifende Knickgestänge 11 bleibt daher
ebenfalls unbeweglich in seiner durchgeknickten kräftefreien Stellung.
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In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist die Kurbelstange 30 des Kurbelgestänges
28 der Auslösevorrichtung 23 so weit abgesenkt worden, daß soeben der Mitnehmer
27 an der Kurbel 25 des Knickgestänges 12 am oberen Ende des Schlitzes 29 der Kurbelstange
30 anschlägt, die Auslösevorrichtung 23 also ihren der Länge des Schlitzes 29 entsprechenden
Totgang durchlaufen hat. Unmittelbar darauf nimmt das in der Zeichnung obere Ende
des Schlitzes 29 den Mitnehmer 27 in der Zeichnung nach unten mit, und dreht damit
die Kurbel 25 des Knickgestänges 12 in der gewählten Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn,
so daß das Knickgestänge 12 aus seiner verrasteten Stellung ausgehoben wird und
unter Verringerung des Winkels zwischen der Knickstange 18 und der Riegelstange
14 in die kräftefreie Stellung einknickt. Hier-
durch wird die
Schaltwelle 2 frei für eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, und damit auch der
über das Kurbelgestange 5 mit der Schaltwelle 2 verbundene Federträger 4 frei für
eine Drehung in derselben Richtung.
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Unter der erhöhten Spannung der Verdrehfeder 3 wirkt über deren Ende
36 eine entsprechende Kraft auf das Lagerteil 34 des Federträgers 4, so daß die
Verdrehungsfeder 3 das Lagerteil 34 und damit den Federträger 4 bei Freigabe der
Verriegelung durch das Knickgestänge 12 entgegen dem Uhrzeigersinn mitnimmt und
hierbei über das Kurbelgetriebe 5 auch die Schaltwelle 2 entsprechend in Richtung
auf die Schaltendstellung AUS verdreht.
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Durch diese Drehbewegung des Federträgers 4 holt das gegenüberliegende
Lagerteil 33 das vom Mitnehmerelement 43 der Antriebswelle 1 abgehobene Ende 35
der Verdrehungsfeder 3 wieder ein, so daß die Verdrehungsfeder 3 lediglich bis auf
die Einbau-Vorspannung entspannen kann. Der Kraftschluß zwischen der Antriebswelle
1 und dem Federträger 4 über die Verdrehungsfeder 3 hat somit bei der der Einbau-Vorspannung
entsprechenden Spannung der Verdrehungsfeder 3 ein Minimum, und mit dieser Kraft
nimmt die Antriebswelle 1 den Federträger 4 und damit auch die Schaltwelle 2 sicher
mit, bis die Schaltendstellung AUS erreicht ist.
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Durch geeignete Wahl des tibersetzungsverhältnisses im Bereich des
Kurbelgetriebes 5, jedoch auch durch geeignete Wahl des Auslösepunktes etwa durch
Bemessung der Länge des Schlitzes 29 der Kurbelstange 30 können für den Beginn der
Ausschaltbewegung größere Kräfte über die Verdrehungsfeder 3 auf die Schaltwelle
2 aufgebracht werden, als umgekehrt zu Beginn der Einschaltbewegung. Dies ist vorteilhaft,
weil die Schaltkontakte am Beginn der Ausschaltbewegung bis zur Kontakttrennung
schnell beschleunigt werden müssen, obwohl die Kräfte der zusammenwirkenden Kontaktstücke
überwunden werden mUssen, so daß zu Beginn der husschaltbewegung grtißere Kräfte
auf die Schaltwelle 2 aufgebracht werden sollten.
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Die auf die vorstehend erläuterte Weise erreichte Schaltendstellung
AUS ist in Fig. 4 veranschaulicht.
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In dieser achsparallelen Ansicht liegen die Mitnehmerelemente 43 und
44 der Antriebswelle 1 wieder fluchtend mit den Lagert eilen 33 und 34 des Federträgers
4, so daß die Verdrehungsfeder 3 wieder die Einbau-Vorspannung besitzt. Das Knickgestänge
12 ist voll durchgeknickt, während das Knickgestänge 11 durch Mitnahme der Riegelstange
13 am Kurbelzapfen 15 des Federträgers 4 während der Schaltbewegung in die Schaltendstellung
AUS in die verrastete Stellung überführt worden ist und so den Federträger 4 und
damit über das Kurbelgetriebe 5 auch die Schaltwelle 2 gegen eine Drehung im Uhrzeigersinn
verriegelt.
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Wird nunmehr, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, die Antriebswelle
1 im Uhrzeigersinn in Richtung au£ die Schaltendstellung EIN gedreht, so hebt nunmehr
das Mitnchmerelemerlt 43 der Antriebswelle 1 vom benachbarten Ende 35 der Verdrehungsfeder
3 ab, während das gegenüberliegende Mitnehmerelement 34 das zugeordnete Ende 36
der Verdrehungsfeder 3 von dem Lagerteil 34 abhebt und so weitere Spannung in die
Verdrehungsfeder 3 einführt.
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Gleichzeitig bewegt der Kurbel zapfen 31 die Kurbelstange 30 in der
gewählten Darstellung nach außen, so daß deren Außenkante 32 sich dem Mitnehmer
26 der Kurbel 24 des Knickgestänges 11 nähert, während zugleich der Mitnehmer 27
an der Kurbel 25 des Knickgestänges 12 durch die Aufwärtsbewegung des Schlitzes
29 im Schlitz 29 der Kurbelstange 30 nach unten gleitet, ohne daß sich jedoch die
Knickstange 18 und die Riegelstange 14 des Knickgestänges 12 noch bewegen, da das
Knickgestänge 12 im wesentlichen kräftefrei durch die vom verrasteten Knickgestänge
11 über den Federträger 4 und das Kurbelgetriebe 5 festgehaltene Schaltwelle 2 nicht
dreht und über den Kurbelzapfen 16 das Knickgestänge 12 unbeweglich hält.
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Sobald die Außenkante 32 der Kurbelstange 30 den Mitnehmer 26 der
Kurbel 24 des Knickgestänges 11 in Richtung des in Fig. 5 eingezeichneten Pfeiles
mitnimmt, wird das Knickgestänge 11 in seine durchgeknickte Auslösestellung überführt,
so daß die gespannte Verdrehungsfeder 3 den Federträger 4 nachziehen kann und damit
über das Kurbelgetriebe 5 die schaltwelle 2 entsprechend gedreht wird. Analog der
weiter oben im Zusammenhang mit der Überführung in die Schaltendstellung AUS gegebenen
Erläuterungen nimmt damit die Antriebswelle 1 den Federträger 4 und damit die Schaltwelle
2 kraftschlüssig mit, und werden die Schaltkontakte in die Schaltendstellung EIN
gedrückt, in der wiederum die Verriegelung über das Knickgestänge 12 erfolgt und
die Stellung der Sprungantriebsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 erneut erreicht
ist. Sollte diese Einschaltbewegung beispielsweise auf einen bestehenden Kurzschluß
erfolgen, so daß die Schaltkontakte und damit die Schaltwelle 2 wieder zurück in
Richtung auf die Schaltendstellung AUS beschleunigt werden, so werden diese Beschleunigungskräfte
sofort mit der der Vorspannung der Verdrehungsfeder 3 entsprechenden Kraft aufgefangen
und drucks die Antriebswelle 1 mit dieser Kraft die Schaltkontakte in die Schaltendstellung
EIN, in der die Verrastung über das Knickgestänge 12 erfolgt.
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Selbstverständlich sind vielEache Abwandlungen und Abänderungen gegenüber
der vorstehend erläuterten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sprungantriebsvorrichtung
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Wesentlich ist nur, daß die
Schaltwelle 2 unmittelbar oder über ein mit ihr drehfest verbundenes Teil wie im
Beispielsfalle den Federträger 4 in den Schaltendstellungen EIN und AUS durch eine
geeignete Verriegelungsvorrichtung selbsttätig verriegelt ist, daß die Verriegelungsvorrichtung
10 im Zuge der Drehbewegung der Antriebswelle 1 bei noch verriegelter Schaltwelle
2 durch eine Auslösevorrichtung 23 irgend-
einer geeigneten Bauart
im Sinne einer Freigabe betätigt wird, und daß der Federträger 4 die Verdrehungsfeder
3 unter einer vorwählbaren Einbau-Vorspannung als Mindestspannung hält, von der
ausgehend die Verdrehungsfeder 3 bei Drehung der Antriebswelle 1 und gleichzeitiger
Anfangsverriegelung der Schaltwelle 2 und damit des Federträgers 4 zusätzlich gespannt
wird.
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Eine mögliche andere Bauform einer erfindungsgemäßen Sprungantriebsvorrichtung
ist beispielhaft in Fig. 6 veranschaulicht, in der entsprechende Bauteile mit gleichen
Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5 bezeichnet sind, jedoch mit dem zusätzlichen
Index 1,a". Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Bauform gemäß den Fig. 1 bis
5 und derjenigen gemäß Fig. 6 besteht darin, daß die Schaltwelle 2a und die Antriebswelle
la nicht nur achsparallel, sondern koaxial liegen, wobei die Schaltwelle 2a die
Antriebswelle 1a konzentrisch umgibt. Auf der Schaltwelle 2a ist wiederum der Federträger
4a mit der Verdrehungsfeder 3a gelagert, wobei zwischen der Schaltwelle 2a und dem
Federträger 4a entweder eine mechanische drehfeste Verbindung oder eine einstückige
Bauweise vorgesehen sind. Die Verdrehungsfeder 3a ist wiederum am Federträger 4a
zwischen Lagerteilen 33a und 34a mit ihren Enden 35a und 3* gehalten, und an der
dem jeweiligen Lagerteil 33a und 34a entsprechenden Seite des zugeordneten Endes
35a und 36a der Verdrehungsfeder 3a ist je ein Mitnehmerelement 43a und 44a der
Antriebswelle 1a angeordnet, welches bei entsprechender Drehung der Antriebswelle
1 das Ende 35a oder 36a der Verdrehungsfeder 3a vom zugehörigen Lagerteil 33a oder
34a abheben und die Verdrehungsfeder 3a so weiter vorspannen kann. Hierzu durchgreifen
die Mitnehmerelemente 43a und 44a in Form von Mitnehmerzapfen Durchbrüche 50a und
51a in der Schaltwelle 2a, wobei die Durchbrüche 50a und 51a als langlochartige
Umfangsausnehmungen ausgebildet sind, welche eine Relativbewegung der Mitnehmerelemente
4?a und 44a gegen-
über der Schaltwelle 2a in den beiden vorgesehenen
Drehrichtungen gestatten. Da die Mitnehmerelemente 43a und 44a starr an der Antriebswelle
1 befestigt sind und somit stets synchron drehen, können auch die Durchbrüche 50a
und 51a in gleicher Umfangserstreckung und Winkellage ausgebildet werden, derart,
daß die Durchbrüche 50a und 51a sich ausgehend von der veranschaulichten Mittelstellung
der Mitnehmerelemente 43a und 44a in der Darstellung gemäß Fig. 6 gleich weit zu
beiden Seiten der Mitnehmerelemente 43a und 44a über etwas mehr als die Hälfte des
Außenumfanges der Schaltwelle 2 erstrecken.
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An gerätefesten Abstützungen 9a sind wiederum Knickgestänge 11a und
12a einer Verriegelungsvorrichtung 1Oa befestigt, die jedoch beide am Federträger
4a angreifen.
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Eine nicht näher dargestellte Auslösevorrichtung kann ebenfalls über
Durchbrüche der als Hohlwelle ausgebildeten Schaltwelle 2 mit der Antriebswelle
1 verbunden werden, damit entsprechend den Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 5 die
alternierende Auslösung der Knickgestänge 11a und 12a im Zuge der Drehbewegung der
Antriebswelle 1a erfolgen kann.
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Die Arbeitsweise der Sprungantriebsvorrichtung gemäß Fig. 6 entspricht
in offensichtlicher Weise derjenigen gemäß-den Fig. 1 bis 5, so daß hierauf nicht
näher eingegangen werden braucht.