DE3500587C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb zum fernbetätigten Ein- und Ausschalten eines Selbstschalters mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Ein Selbstschalter mit einem derartigen Antrieb ist 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 er­ wähnten Antrieb so auszugestalten, daß ein normaler Selbst­ schalter, insbsondere Leitungsschutzschalter durch ein relativ kurzes Gleichstromsignal am Motor 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 Ausgangs­ stellung zurücklaufen soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Antrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung 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 zu­ sätzliche Änderungen in einem konturengleichen Gehäuse un­ terbringen. 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 Hilfskontakten abgegriffen und über räumlich gut im An­ triebsgehäuse unterzubringende Anschlußklemmen auf eine An­ zeige geleitet werden.

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

Fig. 1 zeigt den Antrieb mit seinen grundlegenden Komponen­ ten in perspektivischer Darstellung während des Ein­ schaltvorganges. In

Fig. 2 ist lediglich eine Bauteilegruppe aus dem Antrieb ge­ mäß Fig. 1 nach beendetem Einschalt- und in

Fig. 3 nach dem Ausschaltvorgang wiedergegeben.

Bei dem Antrieb gemäß Fig. 1 treibt ein Gleichstrommotor 1 über ein aus stirnverzahnten Rädern 2 bis 6 gebildetes Stu­ fengetriebe ausgangsseitig ein lediglich teilverzahntes Rad 7 an. Dieses Rad hat auf dem nichtverzahnten Teil sei­ nes Umfangs einen Nocken 7 a, der mit einem koaxial auf dem Rad gelagerten doppelarmigen Hebel 8 in Wirkvrbindung steht. Hierzu trägt der Hebel einen Stift 8 a, der über die Stirnverzahnung des Rades 7 achsparallel in eine Bohrung eines lediglich mit Strichpunktlinien angedeuteten Handbe­ dienungsorgans 9 eines im übrigen nicht weiter gezeigten, in einer parallelen Ebene benachbart angeordneten Leitungs­ schutzschalters greift. Weiterhin trägt der Hebel 8 einen Zapfen 8 b, mit dem dieser von der Seite in eine radial an­ geordnete Kulisse 7 b 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 7 a zur Anlage gelangenden Stift 8 a und anderer­ seits durch den Zapfen 8 b in Verbindung mit einer Kante 7 b′ der Kulisse 7 b begrenzt ist. Letztere gibt dem Zapfen 8 b in der anderen Richtung hingegen ausreichend Freiweg. Am Rad 7 greift des weiteren tangential eine Zugfeder 11 an, diemit ihrem einen Auge an einem Bolzen 7 c des Rades und mit dem anderen Auge gehäusefest eingehängt ist. Unter der Kraftwirkung der Zugfeder kann sich das Rad im Gegenuhrzei­ gersinn drehen und dabei läuft der Bolzen 7 c gegen einen gefederten Anschlaghebel 12, der von einer Schenkelfeder 13 an einen Festanschlag 14 gedrückt wird.

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

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

Die vorbeschriebenen Bauteile sind in einem nicht gezeig­ ten Anbaugehäuse untergebracht, das konturengleich an das Gehäuse des benachbarten Leitungsschutzschalters ankuppelbar ist. Lediglich der Stift 8 a und der Kupplungsstift 19 a grei­ fen dabei vorstehend in Mechanismusteile des Leitungsschutz­ schalters ein.

Um den Leitungsschutzschalter mittels des Antriebs einzu­ schalten, wird ein kurzes Gleichstromsignal über die Steuer­ leitungen 18 und den Sprungschalter 17 auf den Gleichstrom­ motor 1 gegeben. Dessen Drehsinn in Verbindung mit dem Stu­ fengetriebe ist hierbei so gerichtet, daß das Rad 7 in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Richtung mitgenommen wird. Der Nocken 7 a kommt dabei am Stift 8 a des Hebels zur Anlage, nimmt diesen mit und vershwenkt das Handbedienungsorgan 9 in die Stellung "EIN" des Leitungsschutzschalters. der He­ bel 8 beaufschlagt zugleich mit dem Ansatz 8 c, 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 18 b/18 c im Gegensinn ge­ polten Dioden selbsttätig stromlos schaltet. Auch bei noch andauerndem Gleichstromsignal, das beispielsweise über einen Taster auf die Steuerleitungen gegeben wird, ist mit Er­ reichen der Einschaltstellung der Stromfluß unterbrochen.

Im gleichen Augenblick wird die während des Einschaltvor­ ganges gespannte Zugfeder 11 wirksam, die durch ihr am Bol­ zen 7 c 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 Reib­ momente 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 8 b in der Kulisse 7 b bis nahe vor die Begrenzungskante 7 b′ schwenkt.

Durch den möglichen Rücklauf des Rades 7 in die Ausgangs­ stellung 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 Sprung­ schalter wird immer erst nach beendetem Einschaltvorgang des Leitungsschutzschalters wirksam.

Soll der Leitungsschutzschalter nunmehr fernbetätigt ausge­ schaltet werden, so muß durch Umpolen ein negiertes Gleich­ stromsignal auf die Steuerleitungen gegeben werden. Über die Kontakte 17 a, 17 b und die mit letzterem in Durchlaßrich­ tung gepolte Diode fließt ein Strom, der bei jetzt umgekehr­ tem Drehsinn des Gleichstrommotors das Rad 7 entgegen der eingezeichneten Pfeilrichtung antreibt. Die Kulisse greift dabei mit ihrer Begrenzungskante 7 b′ hinter den Zapfen 8 b und verschwenkt den Hebel 8 im Gegenuhrzeigersinn. Dabei wird der Handbedienungsknebel 9 vom Stift 8 a in Richtung "AUS" mitgenommen und nach Überschreiten des durch das Verklin­ kungsprinzip bei Leitungsschutzschaltern vorgegebenen Tot­ punktes schaltet dieser selbsttätig in die Ausschaltstel­ lung um.

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

Beim Ausschalten erreicht der Hebel 8 die Stellung nach Fig. 3 und schlägt dabei mit dem Schwung der Ausschaltbewe­ gung gegen den Nocken 7 a. Dieser Schwung wird ebenso wie jener beim Rücklauf des Rades vom Bolzen 7 c auf den gefe­ derten Anschlaghebel 12 übertragen und dort weich abgefangen. Dadurch treten im Mechanismus keine harten Schläge auf. Die auf den Anschlaghebel wirkende Schenkelfeder 13 ist ent­ sprechend bemessen, damit sie nach der vorbeschriebenen Pufferfunktion den Anschlaghebel entgegen der Kraft der Zug­ feder 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 Auschalten von Hand jederzeit möglich ist.

Claims (11)

1. Antrieb zum fernbetätigten Ein- und Ausschalten eines Selbstschalters mit einem an Steuerleitungen angeschlos­ senen, in seiner Drehrichtung umkehrbaren und über ein Stufengetriebe auf ein Handbedienungsorgan (9) des Selbst­ schalters wirkenden Elektromotor (1), wobei koaxial zu einem mit in beiden Drehrichtungen wirksamen Mitnehmern (Nocken 7 a, Kulisse 7 b) versehenen ausgangsseitigen Rad (7) des Stufengetriebes (Räder 2-7) ein in beiden Drehrich­ tungen am Handbedienungsorgan (9) angreifender Hebel (8) schwenkbar gelagert ist, der in Einschaltrichtung des Selbstschalters von einem ersten Mitnehmer (Nocken 7 a) be­ aufschlagt wird, während er in Ausschaltrichtung über einen zweiten Mitnehmer (Kulisse 7 b) steuerbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß 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 (Zug­ feder 11) sodann der Elektromotor (1) sowie das Stufengetriebe (Räder 2-7) gegen einen seinerseits federnd angeordneten Anschlag (Anschlaghebel 12, Schenkelfeder 13) in die Ausgangs­ stellung zurückgedreht werden, wobei der zweite Mitnehmer (Kulisse 7 b) gegenüber dem Hebel (8) einen dem Rückdrehweg entsprechenden Freiheitsgrad aufweist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mitnehmer am ausgangsseitigen Rad (7) form­ schlüssig durch einen Nocken (7 a) und der zweite Mitneh­ mer durch eine Kante (7 b′) einer Kulisse (7 b) gebildet sind.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (7 a) einen in seinem Schwenkbereich befind­ lichen, in das Handbedienungsorgan (9) eingreifenden Stift (8 a) beaufschlagt und die Kante (7 b′) der Kulis­ se (7 b) mit einem Zapfen (8 b) des Hebels (8) zusammen­ wirkt.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Mitnehmr 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.

5. Antrieb nach Anspruch 1, 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.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprungschalter (17) über eine vom Hebel (8) be­ aufschlagte ortsfest gelagerte Wippe (15) betätigt ist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegen das rückdrehende Rad (7) wirkender Anschlag­ hebel (12) federnd aufgehängt ist.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Anschlaghebel (12) wirkendes Federmoment im Betrag geringfügig größer ist als die Summe der Momente aus dem am Rad (7) angreifenden Federmoment und den Reibmomenten des Stufengetriebes (Räder 2-7) sowie des Elektromotors (1).

10. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines gekoppelten Signalschalters (20) die Kon­ taktstellung des Selbstschalters angezeigt ist.

11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellung des Selbstschalters über eine vor­ handene Kupplung, die bei aus Einzelpolen zusammenge­ setzten mehrpoligen Selbstschaltern zur gegenseitigen Auslösung dient, von einem den Signalschalter (20) steuernden Hebelarm (19) abgetastet ist.