DE3214935C2 - Antriebsvorrichtung für elektrische Schalter - Google Patents

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für elektrische Schalter (1) beschrieben, die mit einem mechanisch wirkenden Freiaus löse mechanismus versehen ist. Hierzu ist zwischen einen Treibhebel (26) und eine Kuppelstange (27) ein Kupplungshebel (46) eingefügt, der an der Kuppelstange (27) gelagert ist und durch eine ortsfeste Einrichtung betätigbar ist. Hierzu dient ein Freiauslösehebel (56), der beim Ausschalten zwangsläufig durch eine Ausschaltklinke (40) unter Mitnahme einer Betätigungsstange (55) für den Kupplungshebel (46) geschwenkt wird. Die beschriebene Freiauslösevorrichtung ist so ausführbar, daß sie in gleicher Weise bei Auslösung von Hand oder selbsttätiger Auslösung sowie beim Herausziehen eines fahrbaren Schalters aus seiner Schaltzelle wirksam ist. Die neue Antriebsvorrichtung eignet sich insbesondere für Mittelspannungs-Leistungsschalter, z.B. für solche mit Vakuumschaltröhren.

Description

zweiarmigen Kupplungshebel umfassen, dessen eines Ende mit dem Betätigungsglied verbunden ist, und dessen anderes Ende mit einer Arbeitsfläche für das Zusammenwirken mit einem an dem Treibhebel angeordneten Kupplungsbolzen versehen ist, der in ein in der Längsrichtung der Kuppelsiange angeordnetes Langloch eingreift Durch das Langloch ist eine Führung und Ausrichtung der Kuppelstange auf dem Treibhebel geschaffen, wie sie bei der eingangs beschriebenen bekannten Antriebsvorrichtung durch den üblichen Gelenkbolzen besteht

Das Betätigungsglied des Kupplungshebels kann mit einem an seinem Ende schwenkbar gelagerten Freiauslösehebel verbunden sein, der bei der Auslösung durch einen von einer Ausschaltklinke betätigten Stift aus einer der eingekuppelten Stellung des Kupplungshebels entsprechenden Ruhelage entgegen der Kraft einer Rückstellfeder auslenkbar ist Der Freiauslösehebel bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die Kupplung zwischen dem Treibhebel und der Kuppelstange nicht nur durch die schalterseitigen Auslöser, sondern z. B. auch durch Teile zu betätigen, die bei der Anordnung des Schalters auf einem Fahrwagen in einer Schaltanlage üblicherweise vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt sich zwangsläufig gewährleisten, daß der Schalter nicht eingeschaltet werden kann, wenn er aus seiner Betriebsstellung herausgezogen wird.

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

Die F i g. 1 zeigt einen Vakuumleistungsschalter für mittlere Betriebsspannungen in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht

Einzelheiten der Antriebsvorrichtung des in der F i g. 1 gezeigten Leistungsschalters sind gleichfalls in einer Seitenansicht in der F i g. 2 und in der Draufsicht in der F i g. 3 gezeigt

Der in der F i g. 1 gezeigte Vakuumleistungsschalter 1 umfaßt ein*- Antriebsvorrichtung 2 und ais eigentliche Schaltstelle eine oder mehrere Vakuumschaltröhren 3. Bei mehrpoliger Ausführung des Leistungsschalters 1 sind mehrere Vakuumschaltröhren 3 nebeneinander angeordnet, so daß in der Seitenansicht gemäß der F i g. 1 nur eine Vakuumschaltröhre erkennbar ist. Die Vakuumschaltröhre 3 is* mit ihrem oberen feststehenden Anschlußbolzen 4 an einem oberen Schalterkopf 5 befestigt, der über einen Stützisolator 6 getragen wird. Der Stützisolator 6 ist seinerseits an einer Tragschiene 7 befestigt, die an dem kastenförmigen Gehäuse 10 der Antriebsvorrichtung 2 angebracht ist. Mit ihrem unteren Ende ruht die Vakuumschaltröhre 3 in einem unteren Schalterkopf 11, der gleichfalls von einem Stützisolator 12 getragen wird. Ähnlich wie der Stützisolator 6 ist der Stützisolator 12 an einer Tragschiene 13 befestigt, die mit dem Gehäuse 10 der Antriebsvorrichtung 2 verbunden ist. Die Tragschienen 7 und 13 sind so geformt, daß die Stützisolatoren 6 und 12 derart winklig zueinander stehen, daß der Abschnitt der Tragschienen 7 und 13 an dem Gehäuse 10 geringer ist als der Abstand der Schalterköpfe 5 und 11. Für den Anschluß des Lei= stungsschalters 1 ist der obere Schalterkopf 5 mit einer Anschlußschiene 14 versehen, während der untere Schalterkopf 11 eine weitere Anschlußschiene 15 besitzt. In der in der F i g. 1 gezeigten Einschaltstellung des Leistungsschalters i erstreckt sich die Strombahn von der oberen Anschlußschiene 14 zu dem Anschlußbolzen 4, sowie über die miteinander in Berührung stehenden Schaltstücke 16 und 17, sowie den bewegbaren Anschlußbolzen 20 und ein biegsames Stromband 21 zu der unteren Anschlußschiene 15.

Die Antriebsvorrichtung 2 besitzt eine im oberen Teil des Gehäuses 10 drehbar gelagerte Spannwelle 22, auf der ein Hebel 23 als bewegliches Wiederlager einer Schraubenzugfeder 24 befestigt ist die sich im unteren Teil des Gehäuses 10 an einem ortsfesten Widerlager 29 abstützt Gleichfalls auf der Spannwelle 22 ist eine Kurvenscheibe 25 angebracht, die mit dem einen Ende eines zweiarmigen Treibhebels 26 zusammenwirkt Das andere Ende des Treibhebels 26 wirkt mit einer Kuppelstange 27 zusammen, deren gegenüberliegendes Ende mit einem gleichfalls zweiarmigen Hebel 30 gelenkig verbunden ist der auf einer Schaltwelle 31 sitzt. Das andere Ende dieses zweiarmigen Hebels 30 steht mit dem freien Ende einer Schraubendruckfeder 32 in Verbindung, die sich an einem ortsfesten Wiederlager 33 innerhalb des Gehäuses 10 abstützt Bei dieser Anordnung bildet die Schraubeszugfeder 24 den Einschaltkraftspeicher, während die Schraubendruckfeder 32 v-s Ausschaltkraftspeicher dient

Die Kraftübertragung von der Schaltwelle 31 auf das bewegliche Schaltstück 17 der Vakuumschaltröhre 3 erfolgt über einen gleichfalls auf der Schaltweile 31 sitzenden Hcöel 34, der unter Zwischenschaltung einer Kontaktkraftfeder 35 und einer Zugstange 36 einen mit dem beweglichen Trägerbolzen 26 verbundenen Winkeihebel 37 betätigt

Zum Einschalten des Leistungsschalter 1 wird zunächst die Spannwelle 22 durch einen geeigneten Antrieb, z. B. einen Getriebemotor, entgegen dem Uhrzeigersinn soweit gedreht, bis der Hebel 23 annähernd die dargestellte Totpunktlage erreicht hat Die Feder 24 ist dann gespannt Nach Freigabe einer nicht dargestellten Einschaltverklinkung entspannt sich die Feder 24 unter Drehung der Spannwelle 22 im Uhrzeigersinn und einer entsprechenden Schwenkung der Kurvenscheibe 25. Der Treibhebel 26 wird hierdurch um sein onifestes Lager 28 geschwenkt und die Kuppelstange 27 wird im wesentlichen in ihrer Längsrichtung verschoben. Sie betätigt hierbei mittels des auf der Schaltwelle sitzenden Hebels 30 die Vakuumschaltröhre 3 und spannt die Feder 32 mittels des Hebels 38. Eine Ausschaltklinke 40 legt sich dann gegen eine Rolle 41 eines auf der Schaltwelle 31 sitzenden Hebels 42, wodurch die Einschaltstellung entgegen der Wirkung der Ausschaltfeder 32 aufrechterhalten wird. Strichpunktiert ist in F i g. 1 ein als Ganzes mit 45 bezeichneter Mechanismus zur Freiauslösung dargestellt, der dazu dient, eine unerwünschte Einschaltung der Vakuumschaltröhre 3 zu verhindern. Dieser Mechanismus ist an der Verbindungsstelle des Treibhebels 26 und der Kuppelstange 27 wirksam, wie i:n foig-;nden anhand der F i g. 2 und 3 näher erläutert wird.

In diesen Figuren sind nur die Teile dargestellt, die in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Mechanismus für die Freiauslösung stehen. Es sind dies der Treibhebel 26, die Kuppelsiange 27, die Schaltwelle 31 mit einem den Hebeln 30 und 34 in F i g. 1 entsprechenden kombinierten Hebel 38 und die Ausschaltklinke 40. Wie man erkennt, ist an der Kuppelstange 27 ein zweiarmiger Kupplungshebel 46 gelagert, dessen einer Hebelarm 47 eine mit einer Rolle 50 des Treibhebels 26 zusammenwirkende Arbeitsfläche 51 besitzt Oer andere Hebelarm 52 des Kupplungshebels 46 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 53, die den Kupplungshebe! 46 in der dargestellten Normalstellung hält. In dieser erfoigt die Kraftübertragung von dem TreibhetflM 26 über die Rolle

50 auf die Arbeitsnäche 51 und von dort über den Hebel 47 auf den in der Kuppelstange 27 eingesetzten Gelenkbolzen 54.

Gleichfalls an dem Hebelarm 52 greift ein Betätigungsglied 55 in Gestalt einer Stange an, die sich etwa s senkrecht der Längsrichtung der Kuppelstange 27 erstreckt und dabei etwa in der Schwenkebene des Kupplungshebels 46 oder in einer hierzu parallelen Ebene liegt (F i g. 3). Das gegenüberliegende Ende des Betätigungsgliedes 55 ist gelenkig mit einem Freiauslösehebel

56 verbunden, dessen anderes Ende auf einem Lagerstift

57 ortsfest schwenkbar gelagert ist. Die Ausschaltklinke 40 ist als Winkelhebel bezüglich ihrer Lagerung auf dem Bolzen 60 ausgebildet, wobei der kürzere Hebelarm 61 mit einem gleichfalls auf dem Bolzen 60 gelagerten Aus- is lösehebel 63 zusammenwirkt, der einen Stift 62 trägt. Wird der Auslösehebel 63 in Richtung der in der F i g. 2 ausgezeichneten Pfeile mit Auslösekräften beaufschlagt, so wird die Ausschaltklinke 40 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und hierdurch die Rolle 41 freigegeben. Zugleich drückt der Stift 62 gegen den Freiauslösehebel 56 und verschwenkt diesen im Uhrzeigersinn unter Mitnahme des Betätigungsgliedes 55. Hierdurch wird die Arbeitsfläche 51 des Hebels 47 des Kupplungshebels 46 von der Rolle 50 des Treibhebels 26 wegbewegt, und die Kupplung zwischen dem Treibhebel 26 und der Kuppelstange 27 aufgehoben. Sollte daher gleichzeitig mit dem Ausschaltbefehl ein Einschaltbefehl vorliegen, so würde sich nur der Treibhebel

26 unter dem Einfluß der Einschaltfeder bewegen, ohne daß dies eine Auswirkung auf die Kuppelstange 27 hätte. Die Rolle 55 verschiebt sich dabei innerhalb eines Langloches 64 im oberen Teil der Kuppelstange 27.

Auf den Auslösehebel 63 können gleichermaßen Ausschaltbefehle von Hand oder von selbsttätig wirkenden Auslösern zur Einwirkung gebracht werden. Ferner kann der Freiauslösemechanismus auch durch eine Schwenkung des Freiauslösehebels 56 unabhängig von der Betätigung des Auslösehebels 40 hervorgerufen werden, z. B. durch eine Verbindung mit dem Fahrwagenmechanismus einer Schaltanlage. Als Beispiel hierfür zeigt die Fig.2 eine vom Fahrwagen betätigbare vertikal geführte Stange 65 mit einer Schräge 65, die bei ihrer Anhebung den Freiauslösehebel 56 nach links verdrängt. Es wird also zwangsläufig der Freiauslösehebel 56 im Uhrzeigersinn geschwenkt, sobald der Schaker aus der Schaltzelle herausgezogen wird. Wie man erkennt, können somit unterschiedliche Vorgänge zur Entkupplung des Treibhebels 26 von der Kuppelstange

27 ausgenutzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

55

Claims (4)

1 2 nen selbsttätig wirkenden Auslöser, der in Abhängigkeit Patentansprüche: von vorgegebenen Grenzwerten des über den Schalter fließenden Stromes oder der im Netz vorhandenen

1. Antriebsvorrichtung für elektrische Schalter (1) Spannung arbeitet Im praktischen Betrieb ist es durchmit einem Einschaltkraftspeicher (24) zum Schließen 5 aus möglich, daß ein Einschaltbefehl und ein Aussehallelektrischer Schaltstellen (3) und zum gleichzeitigen befehl gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig auftre-Aufladen eines Ausschaltkraftspeichers (32) sowie ten. Es kommt dann darauf an, die Durchführung des mit Verklinkungsgliedern (40, 41) zum Aufrechter- Einschaltvorganges zu verhindern. Diese sogenannte halten der aufgeladenen Stellung des Ausschalt- Freiauslösung, die ein Einschalten bei vorhandenem kraftspeichers (32) und Auslösegliedern zur Freiga- io Ausschaltbefehl verhindert ist ein Merkmal von Schutzbe des Ausschaltkraftspeichers (32), wobei eine im schaltern für den Bereich niedriger Betriebsspannunwesentlichen in ihrer Längsrichtung bewegbar ange- gen. Beispielsweise lassen sich Leitungsschutzschalter in ordnete Kuppelstange (27) zur Übertragung der Hausverteilungen durch Festhalten des Einschaltkne-Einschaltenergie von einem Treibhebel (26) auf ei- bels oder Einschaltknopfes nicht in der Einschaltstellung nen weiteren, auf einer Schaltwelle (31) sitzenden 15 halten, wenn der Oberstrom- oder Kurzschlußauslöser Hebel (30) vorgesehen ist, dadurch gekenn- des Schalters anspricht. Größere elektrische Schalter, zeichnet, daß die Verbindung des Treibhebels wie man sie für den Bereich mittlerer oder hoher Be-

(26) mit der Kuppelstange (27) als durch eines der triebsspannungen einsetzt sind dagegen nicht allgemein Auslösegl'eder lösbare Kupplung ausgebildet ist mit einem Mechanismus zur Freiauslösung ausgerüstet.

2. Antnsbsvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch 20 Eine der Freiauslösung gleichwertige Funktion läßt sich gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Kupplung bei solchen Schaltern auch auf rein elektrischem Weg (46, 50) ein im wesentlichen senkrecht zur Bewe- durch eine entsprechende Verknüpfung der Steuersigungsrichtung der Kuppelstange (27) bewegbar an- gnale erreichen.

geordnetes Betätigungsglied (55) vorgesehen ist Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu-

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 25 gründe, für eine Antriebsvorrichtung der eingangs gegekennzeichnet daß die Kupplung einen an der nannten Art, die „heispielsweise für einen Mittelspan-Kuppelstange (27) schwenkbar gelagerten zweiar- nungsleistungsschalter vorgesehen sein kann und die inmigen Kupplungshebel (46) umfaßt dessen eines En- folge der Ausrüstung mit einem Einschaltkraftspeicher de mit dem Betätigungsglied verbunden ist und des- und einem Ausschaltkraftspeicher eine relativ umfangsen anderes Ende mit einer Arbeitsfläche (51) für das 30 reiche Anordnung darstellt eine mechanisch wirkende Zusammenwirken mit einem an dem Treibhebel (26) Freiauslösung zu schaffen. Diese Aufgabe beruht auf angeordneten Kupp'/ungsbelzen (50) versehen ist, der Überlegung, daß eine mechanische Freiauslösung der in ein in der Längsrichtung der Kuppelstange zwangsläufig und zuverlässig wirkt während eine elek-

(27) angeordnetes Langloch (€ .^eingreift trische Freiauslösung auf das Vorhandensein einer

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch 35 Hilfsenergie angewiesen ist und daher mit Störungen gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (55) mit behaftet sein kann. Eine Anzahl unterschiedlicher Aneinem an seinem Ende schwenkbar gelagerten Frei- Ordnungen zur mechanischen Freiauslösung ist durch auslösehebel (56) verbunden ist der bei der Auslö- die Allis-Chalmers-Druckschrift »Trip-Free Mechasung durch einen von einer Ausschaltklinke (40) be- nisms«, Juni 1958, bekanntgeworden. Diese sind jedoch tätigten Stift (62) aus einer der eingekuppelten Stel- 40 zur Lösung der gestellten Aufgabe weniger geeigne'., lung des Kupplungshebels (46) entsprechenden Ru- wenn es sich darum handelt, einen bereits vorhandenen helage entgegen der Kraft einer Rückstellfeder aus- und konstruktiv durchgebildeten Antrieb ohne wesentlenkbar ist liehe Umgestaltung mit der Freiauslösung auszustatten.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe da-

45 durch gelöst daß die Verbindung des Treibhebels mit

der Kuppelstange als durch eines der Auslöserglieder lösbare Kupplung ausgebildet ist Wird daher die Kupp-

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für lung durch einen Auslöser betätigt, d. h. gelöst, so kann elektrische Schalter mit einem Einschaltkraftspeicher der Schalter ungehindert ausschalten, auch wenn gleich· zum Schließen elektrischer Schaltstellen und zum 50 zeitig der Einschaltkraftspeicher freigegeben werden gleichzeitigen Aufladen eines Ausschaltkraftspeichers, sollte. Dieser führt eine Leerbewegung aus. die ohne sowie mit Verklinkungsgliedern zum Aufrechterhalten Einfluß auf die Schaltstellung des Schalters bleibt, der aufgeladenen Stellung des Ausschaltkraftspeichers Obwohl sich die Kupplung auf einem betriebsmäßig und Auslösegliedern zur Freigabe des Ausschaltkraft- bewegbaren Teil des Schaltmechanismus befindet ist Speichers, wobei eine im wesentlichen in ihrer Längs- 55 ihre Betätigung durch ein ortsfestes Auslöseorgan auf richtung bewegbar angeordnete Kuppelstange zur einfache Weise dadurch möglich, daß nach einer Ausge-Übertragung der Einschaltenergie von einem Treibhe- staltung der Erfindung zur Betätigung ein im wesentlibel auf einen weiteren auf einer Schaltwelle sitzenden chen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kuppel-Hebel vorgesehen ist. stange bewegbar angeordnetes Betätigungsglied vorge-

Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist durch die DE- 60 sehen ist. Dieses Betätigungsglied ändert zwar bei der

AS 27 17 958 bekanntgeworden. Durch die Ausrüstung Hin- und Herbewegung der Kuppelstange auch seine

mit Einschaltkraftspeicher und Ausschaltkraftspeicher Lage, wobei aber infolge der senkrechten Zuordnung

ist die Antriebsvorrichtung in der Lage, einen Schalter beider Teile eine für die Funktion nur unwesentliche

nach Abgabe eines entsprechenden Schaltbefehls zu ei- Verschiebung an den Gelenkstellen auftritt, an denen

nem gewünschten Zeitpunkt schlagartig einzuschalten. 65 das Betätigungsglied mit der Kupplung bzw. dem ortsfe-

Ebenso ist eine Ausschaltung zu einem gewünschten sten Auslöser in Verbindung steht.

Zeitpunkt durch einen Ausschaltebefehl möglich, wobei Die nach der Erfindung vorgesehene Kupplung kann

dieser von Hand gegeben werden kann oder durch ei- einen an der Kuppelstange schwenkbar gelagerten