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Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Schalter
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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb des beweglichen,
zum Schalten eine lineare Bewegung ausführenden Kontaktrohres bzw. Kontaktstiftes
eines elektrischen Schaltgerätes, insbesondere eines Hochspannungs-Leistungsschalters
oder eines Trennschalters.
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Die Kraftübertragung von der Antriebswelle zu dem beweglichen Kontakt
erfolgt bei den bekannten Ausführungsformeln mittels Laschen, die verschraubt oder
mit der Antriebswelle verstiftet sind. Bei diesen bekannten Ausführungen treten
bei der Kraftübertragung relativ große Querkräfte auf, weswegen der Antrieb überdimensioniert
werden muß, um diese Querkräfte tatsächlich aufbringen zu können, und darüber hinaus
muß das Verbindungsgestänge (Lasche) verschraubt oder verstiftet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung
der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die genannten Probleme vermieden sind,
und bei der insbesondere die Antriebsleistung wegen Wegfalls der aufzubringenden
Querkräfte verkleinert und die Montage erleichtert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am beweglichen
Kontaktrohr oder Kontaktstift eine nach einer Seite hin offene Kulisse mit zwei
quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden, in Abstand zueinander angeordneten Flächen
angebracht ist,. daß in die Kulisse zwischen die beiden Flächen das freie Ende eines
im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden, angetriebenen und schwenkbaren
Antriebshebels eingreift, so daß die Schwenkbewegung des Antriebshebels die lineare
Bewegung des Kontaktstiftes erzeugt, und daß am freien Ende des Antriebshebels eine
gegebenenfalls kugelförmige Rolle drehbar angebracht ist, die beim Ein- bzw. Ausschalten
gegen die eine oder die andere Fläche zum Anliegen gelangt.
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Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Der Antriebshebel ist also auf der Welle befestigt und am Ende des
Antriebshebels ist eine vorzugsweise kugelförmige Rolle über ein Kugellager gehalten.
Die Rolle sitzt zwischen zwei starr miteinander verbundenen parallelen Flächen eines
Gleitstückes, so daß dann bei Verschwenken des Antriebshebels das Gleitstück und
damit der mit dem Gleitstück fest verbundene bewegliche Kontaktstift verschoben
werden kann.
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Anstatt einer-Rolle kann auch eine Kugel am Ende des Antriebshebels
befestigt sein, und insbesonderen bei der letzteren Ausgestaltung ist die Kraftrichtung,
abgesehen
von geringen Rollreibungskräften, ausschließlich in Schaltrichtung
auszerichtet und es treten keine Querkomponenten wend des Schaltvorganges auf. Wenn
man zur Auflagerund der Rolle bzw.. der Kugel zusätzlich Kugel- oder Nadellager
verwendet, dann ist die Reibung besonders niedrig zu halten. Darüber hinaus ist
die Anordnung platzsparend und die Montage von Antriebseinheit und dem Schalterpol
ist sehr einfach, weil beide Teile lediglich zusammengesteckt werden müssen.
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Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigt: Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht durch einen Pol eines
Hochspannungs-Leistungsschalters, wobei links von der Mittellinie der Leistungsschalter
sich in Einschaltstellung und rechts von der Mittellinie sich in Ausschaltstellung
befindet, Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß'der Linie A-A der Fig.1 und Fig. 3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in vergrößertem Maßstab.
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Figur 1 zeigt einen Leistungsschalter 10, der ein SF6 - gasisolierter
Hochspannungs-Leistungsschalter ist und der in einer Metallkapselung, die nicht
dargestellt ist, untergebracht ist. Der Leistungsechalter besitzt ein Festkontaktstück
11 in Form einer Kontakttulpe, deren Aufbau hier nicht näher erläutert werden soll,
weil er an sich bekannt ist.
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Mit dem Kontaktrohr 22 galvanisch verbunden ist ein Kommutierungskontakt
19. Die bewegliche Kontaktstückanordnung 19 besitzt Inne,nkontaktfinger 20, die
im einzelnen nicht beschrieben sind und die im eingeschalteten Zustand mit einer
Innenkontaktstange in der Kontakttulpe 11 elektrisch-galvanisch in Verbindung stehen
-und während des Ausschaltvorganges eine gewisse Zeit auf dieser gleiten. Die'Innenkontakt£inger
sind mittels eines Befestigungsringes 21 an einem Konta-ktrohr 22 befestigt; dieses
trägt ferner eine Kontaktdüse 23 aus Isolierstoff, die einen Kanal 25 aufweist,
der als Zuführungskanal für in dem Raum 24 befindliches Löschgas hin zu dem im Ausschaltvorgang
zwischen den Innenkontaktfingern 20 und dem Innenkontaktstück 15 entstehenden Lichtbogen
dient. Das Kontaktrohr 22 umgibt einen Kolbenboden 26, der über Distanzstangen 27
in seiner Lage gehalten wird. Bei einem Ausschaltvorgang wird das Kontaktrohr, auch
Zylinder 22 genannt, über den holbenboden 26 gedrückt, bzw. gezogen, so daß das
Gas in dem Raum 24 komprimiert wird und aufgrund der Druckerhöhung zu dem Lichtbogen
geblasen wird. Der Zylinder ist im Inneren eines Rohrkörpers 28 geführt und zwar
unter Zwischenfügung von Gleitbändern 29.
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Auf der dem Raum 24 abgewandten Seite des Kolbenbodens 26 befindet
sich ein Auf schlagdämpfer 30 aus elastischem Material. Mit dem Zylinder 22 fest
verbunden ist ein Gleitstück 31, das die Distanzstangen 27 umgibt und von
diesen
geführt ist. Das Gleitstück 31 ist als Gußkörper ausgebildet und besitzt einen zumindest
teilweise kreisförmigen Bereich 32, an den sich ein langgestreckter Fortsatz 33
anschließt, an dem eine mit zwei Flächen 34 und 35, die quer zur Bewegungsrichtung
des Kontaktstiftes bzw. der Kontaktstiftanordnung bzw. der Schaltrichtung verlaufen
und in Abstand zueinander angeordnet sind versehene Kulisse angeformt ist. In der
Fig. 1, die links von der Mittellinie den Einschaltzustand und rechts den Ausschaltzustand
der 7.ontaktanordnung zeigt, ist das Gleitstück sowohl im Einschalt- al-s auch im
Ausschaltzustand zu sehen. Die Trennlinie bei 31a deutet die Trennung des Zylinders
22 an; oberhalb dieser. Trennlinie liegt der Zylinder in Ausschaltstellung, und
darunter in Einschaltstellung, als Fortsatz am Gleitstück 31 anschließend.
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In den Raum zwischen den beiden Flächen 34 und 35 greift eine Rolle
39 ein, die an einem Zapfen 40 mittels eines Kugellagers befestigt ist, welcher
Zapfen 40 ins Innere eines Isolierrohres 41 eingreift und darin befestigt ist. Die
Rolle kann auch als Kugel ausgebildet sein, was weitere Vorteile mit sich bringt.
Das andere Ende des Isolierrohres 41 ist an einem Haltekörper 42 befestigt, der
selbst wiederum mit einer Antriebswelle 43 fest verbunden ist. Der Rohrkörper 28
besitzt vorne eine öffnung 44, durch die das Isolierrohr mit der Rolle 39 hineingreift
und, wie in der Figur 1 dargestellt ist, in der der Isolierkörper aus der bezeichneten
oberen Stellung in die gezeichnete untere Stellung verschwenkbar ist. Die obere
Stellung ist mit A und die untere Stellung mit B bezeichnet.
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Der Rohrkörper ist im unteren Bereich mit einem Rohrkörperboden 45
versehen, auf dem ein weiterer Auf schlagdämpfer 46 befestigt ist. Am Rohrkörper
ist ein dem Anschlußstück 14 entsprechendes Anschlußstück 47 befestigt, das mit
einer Phasenleitung 48, die der Phasenleitung 49
entspricht, fest
verbunden ist. In der Zeichnung sind noch zwei weitere Zwischenstücke 50 und 51
zu sehen; diese Zwischenstacke gehören zu hinter dem Leistungsschalterpol 10 befindlichen
weiteren Sch-alterpolen, die dann zu einem dreiphasigen Schalter erganzt werden.
Man erkennt aus der Figur 2, daß der Fortsatz 33 eine kreisförmige Erweiterung 50
aufweist, in der eine Ausnehmung 51 eingebracht ist, die diametral sich gegenüberliegende
Fortsätze bzw. Ausformungen 52 aufweist, an denen die Flächen 34 und 35 angebracht
sind.
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Der Abstand der beiden Flächen 34 und 35 voneinander ist genauso groß
wie der Durchmesser der Rolle 39, so daß die Rolle 39 genau zwischen die beiden
Flächen 34 und 35 hineinpaßt.
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Die Figur 1 zeigt das Isolierrohr in Einschaltstellung; das Isolierrohr
41 ist dann zusammen mit der Rolle 39 und dem Zapfen 40 der Einschalt- bzw. Antriebshebel
für den Schalter und bei einer Verdrehung der Antriebswelle 43 im Uhrzeigersinn
wird der Antriebshebel ebenfalls im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Rolle
39 an die Fläche 35 zum Anliegen kommt und so das Gleitstück 31 in Pfeilrichtung
P1 unter gleichzeitiger Öffnung der Schalterkontakte bewegt wird. Nach der Ausschaltbewegung
schlägt das Gleitstück mit der unteren Fläche 53 auf den unteren Aufschlagdämpfer
46 auf und der Schalter ist in Ausschaltstellung. Zum Einschalten wird die Antriebswelle
entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Rolle39 gegen die Fläche 34 von
unten zum Anliegen gelangt und das Gleitstück wird in Pfeilrichtung P2 verschwenkt,
so daß der Schalter wieder geschlossen
wird, bis das Gleitstück
mit seiner oberen Fläche gegen den Aufschlagdämpfer 30 anschlägt.
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Die Figur 1 zeigt ein Gleitstück, bei dem der Raum zwischen den beiden
Flächen 34 und 35 nach rechts offen ist. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit,
das Gleitstück so auszubilden, daß zwei Flächen 34 und 35 durch eine U-förmige Ausnehmung
54 gebildet werden. (Fig.3) Damit ist der Raum zwischen den beiden Flächen 34 und
35 nicht offen, sondern auf der dem Antriebshebel mit der Isolierstange 41 entgegengesetzten
Seite abgeschlossen.
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Die übrigen Merkmale und Ausgestaltungen sind so wie in Figur 1 dargestellt.
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Zur Halterung der Rolle 39 ist der Zapfen 40 an seinem freien Ende
gabelförmig ausgebildet; es besteht natürlich auch die Möglichkeit andere Befestigungsarten
zu wählen. Wesentlich ist nur, daß die Rolle 39-ohne große Reibung aufgelagert ist.
Bei der Kraftübertragung mittels des Kugellagers ist die Kraftrichtung, abgesehen
von geringen Rollreibungskräften ausschließlich in Schaltrichtung, so daß keine
großen Querkomponenen während des gesamten Hubes auftreten. Der Vorteil der Anordnung
gemäR Figur 1 bis 3 besteht darin, daß die Montage von Antriebshebel mit dem Gleitstück
sehr einfach ist, da lediglich ein Zusammenstecken des Antriebhebels in die Kulisse
erforderlich ist.
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Die Erfindung ist anhand zweier Ausführungsbeispiele dargestellt;
selbstverständlich lassen sich noch eine Reihe von anderen Ausführungsformen denken,
wobei es insbesondere darauf ankommt, daß mit dem beweglichen Schaltstift ein Gleitstück
verbunden ist, daß eine Aufnehmung aufweist, die zwei sich gegenüberliegende
Flächen
besitzt; dabei muß der Schalthebel oder Antriebshebel, an dessem freien Ende eine
Rolle frei drehbeweglich aufgelagert ist, in die Ausnehmung zwischen die beiden
Flächen eingreifen, wodurch aufgrund der Rollenanordnung eine Kraftkomponente ausschließlich
oder zumindest im wesentlichen in Einschalt- bzw. in Ausschaltrichtung erfolgt.
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DieErEingdung ist dabei anhand eines Blaskolbenschalters, dessen ZylSgkr
beweglich und dessen oloOboden feststehend angeordnet ist, beschrieben; es ist natürlich
auch möglich, die Anordnung bei einem Blaskolbenschalter durchzuführen und einzusetzen,
bei der der Zylinder fest und der Kolben beweglich ist. Darüber hinaus kann die
Erfindung auch bei solchen Leistungsschaltern eingesetzt werden, bei denen die Kontaktvorrichtung
selbst anders ausgebildet ist, wobei der Schalter selbst nicht unbedingt ein Blaskolbenschalter
zu sein braucht, sondern durchaus auch ein sogenannter Zweidruckschalt.er sein kann.
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Ferner besteht die Möglichkeit, die Erfindung auch bei Schubtrennschaltern
einzusetzen, insgesamt also bei solchen Schaltgeräten, bei denen eine lineare Bewegung
des beweglichen Kontaktstückes erzeugt werden muß.
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