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Federschnellschaltgetriebe für Leistungsschalter
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Federschnellschaltgetriebe zum
Ein- und Ausschalten eines Leistungsschalters mit einem als zweiteiligen Teleskophebel
ausgebildeten, die Schaltfeder zwischen sich einspannenden, drehbar gelagerten Kniehebel
eines Kniehebelgetriebes, dessen anderer Kniehebel als Drehantrieb ausgebildet und
die Gelenkverbindungsmittel für die Kniehebel als Kulissenantrieb für den Schaltantrieb
dienen.
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Bei einem bekannten Federschnellschaltgetriebe der obengenannten Art
(DE-GM 6 903 932) ist eine Freilaufkupplung vorgesehen, die aus einem Mitnehmer
am Antrieb besteht, der mit Anschlägen an einem Kniehebel in Wirkverbindung bringbar
ist. Diese Kupplung ist so ausgebildet, daß zumindest am Ende des Ausschaltbereichs
eine starre Kupplung zwischen Antrieb und Abtrieb vorhanden ist. Der Endbereich
muß hier so groß gewählt werden, daß die zwangsläufige Kontakttrennung den erforderlichen
Kontaktabstand gewährleistet. Abgesehen davon, daß bei der bekannten Anordnung nur
eine starre Kupplung in Ausschaltrichtung vorgesehen ist, ist der Aufwand für das
Schaltgetriebe relativ hoch.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe
der obengenannten Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau sowohl eine starre Kupplung
zwischen Antrieb und Abtrieb in Aus- und Einschaltrichtung gewährleistet. Dies wird
auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Gelenkverbindungsmittel aus einer Kulissenverbindung
zwischen einer Ausnehmung in dem einen Kniehebel und einem Zapfen am anderen Kniehebel
besteht.
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Dies Federschnellschaltgetriebe wird weiterhin vereinfacht, wenn der
Zapfen in die Kulisse des Schaltgetriebes ragt und der Schaltantrieb ein Schieber
ist. Als weitere Vereinfachung ist aufzuführen, daß die Schaltfeder zugleich den
Griff in die Endstellungen drückt, zusätzliche Feder wird gespart. Mit einfachen
Mitteln läßt sich bei gebrochener Schaltfeder das Einschalten und beim Ausschaltvorgang
das Geschlossenbleiben verhindern, wenn bei maximaler Auslenkung des Drehantriebes
die Uberdeckung der beiden Kulissen in ihren Endbereichen lediglich durch die Schaltfeder
erreichbar ist und daß bei der der maximalen Auslenkung des Drehantriebes entsprechenden
Stellung des Schaltantriebes beim Einschalten die Kontakte noch nicht geschlossen
und beim Ausschalten mit vorgeschriebener Trennstrecke geöffnet sind. Diese Sicherheitsschaltung
läßt sich praktisch ohne Mehraufwand verwirklichen. Um das Gehäuse relativ dünnwandig
ausführen zu können, d.h. um die Belastungen der Schaltfeder vom Gehäuse fernzuhalten,
ist es vorteilhaft, wenn die Lagerstellen für den einen und den anderen Kniehebel
auf einer um den Drehantrieb gelagerten Platte vorgesehen sind. Vorteilhaft ist
es weiterhin, wenn die Platte Wegbegrenzungsanschläge für den Zapfen hat. Werden
di e We die Wegbegrenzungsanschläge über Federmittel vorgesehen, können die Belastungen
der Schaltfeder weiter gedämpft werden. Eine besonders vorteilhafte Form für die
Kulisse im Schieber ergibt sich, wenn die Kulisse im Schieber aus im wesentlichen
kreisringförmig um den Drehantrieb verlaufenden, schlitzförmigen Aussparungen besteht,
die an der dem Drehantrieb abgewandten Seite rechteckförmig erweitert ist. Um ein
gutes Zusammenwirken der beiden Kulissen zu erzielen, ist es weiterhin vorteilhaft,
wenn die Kulisse im anderen Kniehebel aus einer etwa kreisringförmig um den Drehantrieb
verlaufenden, schlitzförmigen Aussparung besteht, die im Bereich der rechteckförmigen
Erweiterung der Schieberaussparung verläuft.
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Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
beschrieben und die Funktionsweise näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen mit dem Federschnellschaltgetriebe
versehenen Sicherungsmotorschalter, Fig. 2 eine Schnittansicht durch den Schalter
nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II, Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung gemäß der
Linie III-III nach Fig. 1, Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung durch den Bereich
des Federschnellschaltgetriebes, Fig. 5 eine Draufsicht auf das Federschnellschaltgetriebe
in Einstellung, Fig. 6 die schematische Darstellung der Kulissen in bezug auf den
Zapfen im Sprungpunkt, d.h. in dem Augenblick, in dem die Totpunktfeder das Kniehebelgetriebe
umwirft, in Ausrichtung, Fig. 7 zeigt die Stellung der Kulissen, wenn der An-: triebsgriff
in der der Fig. 6 entsprechenden Lage gehalten wird, Fig. 8 die Zwangsausstellung
bei gebrochener Feder, Fig. 9 die Normal aus stellung, Fig.10 wiederum den Sprungpunkt
beim Einschaltvorgang, Fig11 die Stellung der Kulissen, wenn der Gritf im Sprungpunkt
gehalten wird in Einrichtung, Fig.12 die Zwangsstellung bei gebrochener Feder, d.h.
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die Kontakte haben noch nicht geschlossen.
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In den Fig. 5 bis 12 ist jeweils im unteren Teil die Stellung der
beweglichen zu den Festkontaktteilen dargestellt. Der in Fig. 1 dargestellte Sicherungsmbtorschalter
besteht aus den drei Niederspannungs-Hochleistungssicherungen 1, die in Aufnahmekontakten
2 gehalten sind. Die Aufnahmekontakte 2 sind mit den Festkontaktteilen 3 über Schrauben
4 miteinander verbunden,
die Jeweils zwischen zwei die beweglichen
Kontaktteile bildenden Rollen 5 eingeschlossen werden können. Die Rollen 5 befinden
sich zu beiden Seiten eines Schiebers 6, der in dem Gehäuse 7 verschiebbar geführt
ist und sie verbinden die Zu- bzw. Ableitungskontaktteile 8 bzw. 9. Zur Bewegung
des Schiebers 6 dient das aus Fig. 4 ersichtliche Federschnellschaltgetriebe, das
im Gehäuse 7 untergebracht ist. Im Gehäuse 7 bzw. in den im Gehäuse 7 gehaltenen
Platten 10 ist ein die Antriebswelle bildendes Rohr 11 drehbar gelagert, auf dem
die den Drehantrieb bildenden Kniehebel 12 befestigt sind. In dem Rohr 11 ist zwecks
Verlängerung des Antriebes ein Vierkant 13 über eine Klemme 14 gehalten. Eine kreisringförmig
um den Drehantrieb verlaufende, schlitzförmige Aussparung 15 im Kniehebel 12 wird
von dem Zapfen 16 durchdrungen. Die schlitzförmige Aussparung 15 hat eine Ausbauchung
17, so daß der an seinen Enden stärker ausgeführte Zapfen 16 mit der mittig liegenden
Verjüngung 18 in die schlitzförmige Aussparung 15 eingeführt werden kann und so
gegen Verschieben gesichert ist. Der Zapfen 16 ragt mit seiner Verjüngung 18 weiterhin
durch eine schlitzförmige Aussparung 19 im Schieber 6. Die Form der schlitzförmigen
Aussparung 19 ist insbesondere aus den Fig. 6 bis 12 ersichtlich. Sie besteht im
wesentlichen aus einem kreisringförmigen Teil, der sich um den Drehantrieb,Rohr
11, herum erstreckt und in einer von diesem Rohr abgewandten Erweiterung 20 ausläuft.
Die Kanten der Erweiterung 20 dienen der Mitnahme des Schiebers 6 mit seinen beweglichen
Kontaktteilen 5. Die Kanten der Aussparung 19 im Schieber 6 sind dabei so gelegt,
daß eine Mitnahme des Schiebers 6 in Einrichtung erst nach dem Sprungpunkt, eine
Mitnahme in Ausrichtung vor dem Sprungpunkt erfolgt. In Einrichtung soll der Beschleunigungsweg
des Schiebers 6 handunabhängig durch die Schaltfeder 21 erfolgen. In Ausrichtung
sollen durch die zwangsläufige Mitnahme des Schiebers 6 vor dem Sprungpunkt evtl.
Verschweißungen der
Kontaktteile von Hand aufgebrochen werden. Der
eine, die Schaltfeder 21 haltende Kniehebel 22 des Kniehebelgetriebes besteht aus
dem über die Zapfen 23 in der Platte 10 drehbar gelagerten Haltebügel 24 mit dem
Führungsstutzen 25 und den gegenüber diesem Bügel verschiebbar geführten,am Zapfen
drehbar gelagerten Gegenlager 26 für die Schaltfeder 21. Wie aus Fig. 4 ersichtlich,
sind zwei Gegenlager 26 für zwei Schaltfedern 21 vorhanden, die parallel geschaltet
auf den Schieber 6 wirken. Als Drehbegrenzungsanschläge für den Kniehebel 12 dienen
gehäusefeste Anschläge 27, die auch auf der Platte 10 angeordnet werden können.
Auf der Platte 10 sind weiterhin Federmittel, im Beispiel eine rechtwinklig gebogene
Biegefeder 32 beispielsweise über Nasen 33, befestigt. Die freien Enden 34 und 35
ragen in die Endbereiche eines kreisringförmigen Begrenzungsschlitzes 36 in der
Platte 10 und dämpfen somit die Endbewegung des Zapfens 16 sowohl in Ein- als auch
in Ausrichtung.
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Zur Funktion des erfindungsgemäßen Federschnellschaltgetriebes ist
folgendes auszuführen: Bei der Einstellung, die aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind
die Festkontaktteile 3 mit den Rollen in Verbindung gebracht. Bei Verdrehen des
Rohres 11 entgegen dem Uhrzeigersinn wird der Kniehebel 12 vom Anschlag 27 getrennt.
Der Zapfen 16 liegt am Rand 28 der schlitzförmigen Aussparung 15 an, so daß er auf
einem Kreisbogen in der Aussparung 19 im Schieber 6 verschoben wird. Hierbei werden
die Schaltfedern 21 durch die Gegenlager 26 gespannt, d.h.
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gegen den Haltebügel 24 gedrückt, so daß sich der Kniehebel 22 verkürzt
und um den Zapfen 23 verdreht, bis die Kniehebel in die Sprunglage kommen, wie dies
aus Fig, 6 ersichtlich ist. Hierbei liegt bereits der Zapfen 16 am leicht hinterschnittenen
Rand 29 der schlitzförmigen Aussparung 19, so daß bei Weiterbewegung des Zapfens
16 durch Entspannen der Feder der Schieber 6
schlagartig mitgenommen
wird, so daß, wenn der Drehgriff, der mit dem Rohr 11 starr verbunden ist, festgehalten
wird, die Festkontaktteile 3 zu den Rollen 5 die aus Fig. 7 ersichtliche Lage erhalten.
Der Zapfen 16 befindet sich hier bereits in der kreisringförmigen Bahn der schlitzförmigen
Aussparung 19. Bei gebrochener Schaltfeder kann die aus Fig. 7 ersichtliche Lage
nicht erreicht werden. Durch die Anlage des Zapfens 16 am Rand 28 jedoch bei Weiterdrehen
des Antriebes wird der Zapfen und damit die Rollen in die aus Fig. 8 ersichtliche
Lage gebracht, d.h. es ist eine zwangsläufige Ausstellung vorhanden, wenn die Federn
gebrochen sind.
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Die endgültige Ausstellung ist aus Fig. 9 zu ersehen.
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Hier haben die Schaltfedern 21 über den Zapfen 16 und den Rand 30
der Aussparung 15 den Drehgriff in die Ausstellung verstellt, ohne hierbei den Schieber
weiterzubewegen. Der Zapfen liegt hier gleichzeitig an der Randbegrenzung 31 der
schlitzförmigen Aussparung 19 an.
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Die Bewegungsbegrenzung für den Zapfen 16 kann jedoch auch durch Ausnehmungen
in der Platte 10 erfolgen.
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Beim Einschalten werden zunächst durch Linksdrehung des Rohres 11
die Schaltfedern 21 unter teleskopartiger Zusammendrückung des Kniehebels 22 gespannt,
bis sie in die Sprunglage - siehe Fig. 10 - gelangen. Hierbei nimmt der Rand 30
der Aussparung 15 den Zapfen 16 mit. Die Fig. 11 zeigt wieder die Stellung der Kontakte,
d.h. die Rollen 5 sind bereits auf das feststehende Kontaktteil 3 aufgerollt, wenn
der Griff festgehalten wird und die Feder den Zapfen 16 zur Anlage am Rand 28 der
Aussparung 15 bringt. Eine Verschiebung des Schiebers 6 ist bereits erfolgt. Die
zwangsläufige Stellung der Kontaktteile zueinander bei gebrochenen Federn zeigt
die Fig. 12. Hier hat der Zapfen 16 seine Bewegung durch die Anlage am Rand 30 der
Aussparung 15 erhalten. Der Kniehebel 12 ist durch Anlage am Anschlag 27 in seiner
Drehbewegung begrenzt. Sind die Federn
intakt, so geht Schieber
und Kniehebel sowie Zapfen 16 in die aus Fig. 5 ersichtliche Einstellung. Ein Vergleich
der Fig. 12 und 8 zeigt, daß der erfindungsgemäße Schalter auch bei gebrochenen
Schaltfedern 21 entsprechende Sicherheit aufweist, d.h. es ist verhindert, daß eine
schleichende Kontaktgabe beim Einschalten bei gebrochener Feder erfolgt, was im
allgemeinen zur Zerstörung des Schalters führt, und es ist verhindert worden, daß
der Schalter im Notfall nicht ausgeschaltet werden kann, was Gefahr für Menschen
bei nichtabschaltbarer Anlage bedeutet.
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12 Figuren 8 Patentansprüche
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