DE3500587A1

DE3500587A1 - Antrieb zum fernbetaetigten ein- und ausschalten eines selbstschalters

Info

Publication number: DE3500587A1
Application number: DE19853500587
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 3250 Hameln Böker; Dieter 3251 Aerzen Kropp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1985-01-10
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE3500587C2; FR2575863B1; FR2575863A1

Description

FH 84/22 - 4 - 3 5 O O b 8

"Antrieb zum fernbetätigten Ein- und Ausschalten eines Selbstschalters"

Die Erfindung betrifft einen Antrieb zum fernbetätigten Ein- und Ausschalten eines Selbstschalters mit einem an Steuerleitungen angeschlossenen, in seiner Drehrichtung umkehrbaren und über ein Stufengetriebe auf ein Handbedienungsorgan des Selbstschalters wirkenden Elektromotor.

Ein Selbstschalter mit einem derartigen Antrieb ist beispielsweise aus der DE-OS 30 28 812 bekannt. Dabei wird zum Ein- und Ausschalten eine relativ lange Zeit benötigt. Ein schnelles Ausschalten kann zwar mit Hilfe eines zusätzlich eingebauten Elektromagneten erreicht werden, eine solche Maßnahme bedeutet jedoch einen erheblichen Mehraufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Antrieb so auszugestalten, daß ein normaler Selbstschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter durch ein relativ kurzes Gleichstromsignal ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Ein Einschaltimpuls ausreichender Länge soll dabei vom Antrieb selbst begrenzt werden, während bei einem zu kurzen Impuls der Antrieb entkoppelt und in die Ausgangsstellung zurücklaufen soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Antrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Antrieb räumlich klein und mechanisch einfach aufgebaut ist. Dadurch läßt er sich an Selbstschalter einer vorhandenen Grundbaureihe ohne zusätzliche Änderungen in einem konturengleichen Gehäuse unterbringen. Zur Ansteuerung des Antriebs wird lediglich eine

2polige Leitung benötigt und beim Schalten ist jeweils nur ein geringer Leistungsbedarf erforderlich. Außerdem kann auch ohne Änderung am Selbstschalter dessen Funktion von Hi Ifskontakten abgegriffen und über räumlich gut im Antriebsgehäuse unterzubringende Anschlußklemmen auf eine Anzeige geleitet werden.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Antrieb mit seinen grundlegenden Komponenten in perspektivischer Darstellung während des Einschaltvorganges. In

Fig. 2 ist lediglich eine Bauteilgruppe aus dem Antrieb gemäß Fig. 1 nach beendetem Einschalt- und in

Fig. 3 nach dem Ausschaltvorgang wiedergegeben.

Bei dem Antrieb gem. Fig. 1 treibt ein Gleichstrommotor 1 über ein aus stirnverzahnten Rädern 2 bis 6 gebildetes Stufengetriebe ausgangsseitig ein lediglich teilverzahntes Rad 7 an. Dieses Rad hat auf dem nichtverzahnten Teil seines Umfangs einen Nocken 7a, der mit einem koaxial auf dem Rad gelagerten doppelarmigen Hebel 8 in Wirkverbindung steht. Hierzu trägt der Hebel einen Stift 8a, der über die Stirnverzahnung des Rades 7 achsparallel in eine Bohrung eines lediglich mit Strichpunktlinien angedeuteten Handbedienungsorgans 9 eines im übrigen nicht weiter gezeigten, in einer parallelen Ebene benachbart angeordneten Leitungsschutzschalters greift. Weiterhin trägt der Hebel 8 einen Zapfen 8b, mit dem dieser von der Seite in eine radial angeordnete Kulisse 7b des Rades eingreift. Der Hebel 8 ist dadurch relativ zum Rad 7 um die gemeinsame Achse 10 schwenk· bar und hat somit einen Freiheitsgrad, der einerseits durch den am Nocken 7a zur Anlage gelangenden Stift 8a und andererseits durch den Zapfen 8b in Verbindung mit einer Kante 7b¹

der Kulisse 7b begrenzt ist. Letztere gibt dem Zapfen 8b in der anderen Richtung hingegen ausreichend Freiweg. Am Rad 7 greift des weiteren tangential eine Zugfeder 11 an, die mit ihrem einen Auge an einem Bolzen 7c des Rades und mit dem anderen Auge gehäusefest eingehängt ist. Unter der Kraftwirkung der Zugfeder kann sich das Rad im Gegenuhrzeigersinn drehen und dabei läuft der Bolzen 7c gegen einen gefederten Anschlaghebel 12, der von einer Schenkelfeder an einen Festanschlag 14 gedrückt wird.

Der Hebel 8 arbeitet seinerseits mit einem Ansatz 8c auf eine Wippe 15, die um eine Achse 16 schwenkbar einen Sprungschalter 17 betätigt. Dieser ist mit seinem Mittelkontakt 17a an eine Ader 18a einer 2poligen Steuerleitung 18 angeschlossen, während seine beiden Festkontakte 17b bzw. 17c über je eine Leitung 18b bzw. 18c mit gegensinnig gepolten Dioden auf den Gleichstrommotor 1 geschaltet sind, von dem eine zweite Ader 18d der Steuerleitung zu einer Gleichstromquelle führt. Der Sprungschalter 17 hat eine relativ große Schalthysterese und arbeitet selbstfedernd gegen die Wippe 15.

Weiterhin ist ein schwenkbarer Hebelarm 19 vorgesehen, der mit einem Kupplungsstift 19a in den Schaltmechanismus des nicht gezeigten Leitungsschutzschalters greift und dort die Kontaktstellung von einer zur gegenseitigen Auslösung mehrerer Pole im allgemeinen vorhandenen Kupplung abgreift. Der Hebelarm 19 steuert dabei einen Signalschalter 20 an, so daß die Stellung der Hauptkontakte des Leitungsschutzschalters beispielsweise auf eine nicht dargestellte Fernanzeige übertragen werden können.

Die vorbeschriebenen Bauteile sind in einem nicht gezeigten Anbaugehäuse untergebracht, das konturengleich an das Gehäuse des benachbarten Leitungsschutzschalter ankuppelbar ist. Lediglich der Stift 8a und der Kupplungsstift 19a greifen dabei vorstehend in Mechanismusteile des Leitungsschutzschalters ein.

Um den Leitungsschutzschalter mittels des Antriebs einzuschalten, wird ein kurzes Gleichstromsignal über die Steuerleitungen 18 und den Sprungschalter 17 auf den Gleichstrommotor 1 gegeben. Dessen Drehsinn in Verbindung mit dem Stufengetriebe ist hierbei so gerichtet, daß das Rad 7 in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Richtung mitgenommen wird. Der Nocken 7a kommt dabei am Stift 8a des Hebels zur Anlage, nimmt diesen mit und verschwenkt das Handbedienungsorgan 9 in die Stellung "EIN" des Leitungsschutzschalters. Der Hebel 8 beaufschlagt zugleich mit dem Ansatz 8c, der ggf. auch eine Justiermöglichkeit beinhaltet, die Wippe 15. Der in Fig. 1 kurz vor Beendigung des Einschaltvorganges gezeigte Antrieb betätigt nach Erreichen der Einschaltstellung über die Wippe den Sprungschalter 17, der sodann den Motor in Verbindung mit den in den Leitungen 18b/18c im Gegensinn gepolten Dioden selbsttätig stromlos schaltet. Auch bei noch andauerndem Gleichstromsignal, das beispielsweise über einen Taster auf die Steuerleitungen gegeben wird, ist mit Erreichen der Einschaltstellung der Stromfluß unterbrochen.

Im gleichen Augenblick wird die während des Einschaltvorganges gespannte Zugfeder 11 wirksam, die durch ihr am Bolzen 7c angreifendes Moment das Rad 7 in die Stellung nach Fig. 2 zurückzieht und dabei auch das Stufengetriebe und den Gleichstrommotor in die Ausgangslage zurückdreht. Die Zugfeder 11 und ihre Angriffsrichtung am Rad muß dabei so bemessen sein, daß die beim Zurückdrehen auftretenden Reibmomente überwunden werden. Der Hebel 8 wird dabei aufgrund seines Freiheitsgrades vom Handbedienungsorgan 9 des jetzt in Einschaltstellung befindlichen Leitungsschutzschalters entsprechend Fig. 1 festgehalten, so daß sein Zapfen 8b in der Kulisse 7b bis nahe vor die Begrenzungskante 7b¹ schwenkt.

Durch den möglichen Rücklauf des Rades 7 in die Ausgangsstellung ist in jeder Phase des Einschaltvorganges eine

Entkopplung des Antriebs gegeben und beispielsweise bei zu kurzem Einschaltsignal oder nach einer Stromunterbrechung kann sofort ein neuer Einschaltversuch vorgenommen werden. Die Selbstbegrenzung des Einschaltsignals über den Sprungschalter wird immer erst nach beendetem Einschaltvorgang des Leitungsschutzschalters wirksam.

Soll der Leitungsschutzschalter nunmehr fernbetätigt ausgeschaltet werden, so muß durch Umpolen ein negiertes Gleichstromsignal auf die Steuerleitungen gegeben werden. Über die Kontakte 17a, 17b und die mit letzterem in Durchlaßrichtung gepolte Diode fließt ein Strom, der bei jetzt umgekehrtem Drehsinn des Gleichstrommotors das Rad 7 entgegen der eingezeichneten Pfeilrichtung antreibt. Die Kulisse greift dabei mit ihrer ßegrenzungskante 7b' hinter den Zapfen 8b und verschwenkt den Hebel 8 im Gegenuhrzeigersinn. Dabei wird der Handbedienungsknebel 9 vom Stift 8a in Richtung "AUS" mitgenommen und nach überschreiten des durch das Verklinkungsprinzip bei Leitungsschutzschaltern vorgegebenen Totpunktes schaltet dieser selbsttätig in die Ausschaltstellung um.

Damit am Gleichstrommotor ein ausreichend langes Ausschaltsignal zumindest bis zum Erreichen des vorbeschriebenen Ablaufs anliegen kann, hat der Sprungschalter 17 eine entsprechend große angepaßte Schalthysterese. Diese gewährleistet, daß die Kontakte 17a und 17b auch bei unter der Wirkung der Kontaktfeder 17d dem Hebel 8 nachschwenkender Wippe 15 ausreichend lange geschlossen bleiben. Erst nach Überschreiten des oberen Totpunktes erfolgt die Umschaltung des Mittelkontaktes 17a gegen den Festkontakt 17c zur selbsttätigen Unterbrechung des Ausschaltsignales in Verbindung mit der in der Leitung 18c jetzt in Sperrichtung betriebenen Diode.

Beim Ausschalten erreicht der Hebel 8 die Stellung nach Fig. 3 und schlägt dabei mit dem Schwung der Ausschaltbewegung gegen den Nocken 7a. Dieser Schwung wird ebenso wie jener beim Rücklauf des Rades vom Bolzen 7c auf den gefederten Anschlaghebel 12 übertragen und dort weich abgefangen. Dadurch treten im Mechanismus keine harten Schläge auf. Die auf den Anschlaghebel wirkende Schenkelfeder 13 ist entsprechend bemessen, damit sie nach der vorbeschriebenen Pufferfunktion den Anschlaghebel entgegen der Kraft der Zugfeder 11 und der Reibmomente des Stufengetriebes sowie des Motors gegen den Festanschlag 14 zurückdrücken kann.

Bei einem mit dem Antrieb gekoppelten Leitungsschutzschalter ist die manuelle Betätigung in keiner Weise eingeschränkt, so daß neben dem elektromotorisch ferngesteuerten auch ein Ein- und Ausschalten von Hand jederzeit möglich ist.

- Leerseite -

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt 70, Theodor-Stern-Kai 1

FH 84/22

spa-wö 03. Januar 1985

Patentansprüche:

ntrieb zum fernbetätigten Ein- und Ausschalten eines Selbstschalters mit einem an Steuerleitungen angeschlossenen, in seiner Drehrichtung umkehrbaren und über ein Stufengetriebe auf ein Handbedienungsorgan des Selbstschalters wirkenden Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit in beiden Drehrichtungen wirksamen Mitnehmern (Nocken 7a, Kulisse 7b) versehenen ausgangsseitigen Rad (7) des Stufengetriebes (Räder 2-7) koaxial ein mit einem Stift (8a) in das Handbedienungsorgan (9) eingreifender Hebel (8) schwenkbar gelagert ist, der in Einschaltrichtung des Selbstschalters von einem ersten Mitnehmer (Nocken 7a) beaufschlagt wird, während er in Ausschaltrichtung über einen zweiten Mitnehmer (Kulisse 7b) steuerbar ist, wobei nach beendetem Einschaltvorgang des Selbstschalters über den auf einen im Steuerleitungskreis (18) angeordneten Sprungschalter (17) wirkenden Hebel (8) eine selbsttätige Unterbrechung des Einschaltsignals herbeigeführt ist und mittels einer am Rad (7) angreifenden Feder (Zugfeder 11) sodann der Elektromotor (1) sowie das Stufengetriebe (Räder 2-7) gegen einen Anschlag (Hebel 12) in die Ausgangsstellung

zurückgedreht werden, wobei der zweite Mitnehmer (Kulisse 7b) gegenüber dem Hebel (8) einen dem Rückdrehweg entsprechenden Freiheitsgrad aufweist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

bei einem Ausschaltsignal durch den rückdrehenden Elektromotor (1) der Hebel (8) über den zweiten Mitnehmer (Kulissenkante 7b¹) des Rades (7) in Ausschaltrichtung des Selbstschalters mitgenommen wird.
3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mitnehmer am ausgangsseitigen Rad (7) formschlüssig durch einen Nocken (7a) und der zweite Mitnehmer durch eine Kante (7b¹) einer Kulisse (7b) gebildet sind.
4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

* daß der Nocken (7a) den in seinem Schwenkbereich befind-/ liehen, in das Handbedienungsorgan (9) eingreifenden Stift (8a) beaufschlagt und die Kante (7b¹) der Kulisse (7b) mit einem Zapfen (8b) des Hebels (8) zusammenwirkt .
5. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Mitnehmer jeweils Teile einer am Rad (7) angeordneten Gabel sind, die mit einem Ansatz des Hebels (8) zusammenwirkt, wobei die Öffnung der Gabel dem Freiheitsgrad für den Rückdrehweg angepaßt ist.
6. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Mitnehmer durch ein am Rad (7) befindliches Segment gebildet sind, das mit Ansätzen des Hebels (8) zusammenwirkt und die Breite des Segmentes dem Freiheitsgrad für den Rückdrehweg angepaßt ist.
7. Antrieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprungschalter (17) eine an den Rücklauf des Elektromotors (1) von der Einschaltstellung bis zum selbsttätigen Ausschalten des Selbstschalters über die obere Totpunktlage hinweg angepaßte Schalthysterese aufweist.
8. Antrieb nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprungschalter (17) über eine vom Hebel (8) beaufschlagte ortsfest gelagerte Wippe (15) betätigt ist.
9. Antrieb nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen das rückdrehende Rad (7) wirkende Anschlaghebel (12) federnd aufgehängt ist.
10. Antrieb nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Anschlaghebel (12) wirkendes Federmoment

im Betrag geringfügig größer ist als die Summe der ν

Momente aus dem am Rad (7) angreifenden Federmoment und \ den Reibmomenten des Stufengetriebes (Räder 2-7) sowie des Elektromotors (1).
11. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gekoppelten Signalschalters (20) die Kontaktstellung des Selbstschalters angezeigt ist.
12. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellung des Selbstschalters über eine vorhandene Kupplung, die bei aus Einzelpolen zusammengesetzten mehrpoligen Selbstschaltern zur gegenseitigen Auslösung dient, von einem den Signalschalter (20) steuernden Hebelarm (19) abgetastet ist.