DE4206162A1 - Fernantrieb fuer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fernantrieb für Schalter und liegt auf dem Gebiet der Schaltgerätetechnik.

Für fernangetriebene Leitungs- und Personenschutzschalter setzt man heute Hubmagnete und Elektromotoren ein.

Den bekannten Verfahren haften die Nachteile an, daß relativ aufwendige Antriebs- und Stellglieder an die o. g. Schalter angebaut oder in ihnen integriert werden müssen, was zu einer wesentlichen Vergrößerung der Schalter führt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde einen Fernantrieb zu entwickeln, der ohne nennenswerten zusätzlichen Platzbedarf in die o. g. Schalter eingebaut werden kann und außerdem mit geringeren Kosten verwirklichbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in den o. g. Schaltern Schraubenfedern aus Formgedächtnislegierungen (FGL), die einen Zweiwegeffekt aufweisen eingesetzt, bzw. normale Federn durch FGL-Federn ersetzt und mit einem Stromanschluß oder einem Beheizungselement versehen werden. Dadurch kann sich z. B. ein parallellaufendes Schenkelpaar einer solchen Schrauben- oder Winkelfeder durch direktes oder indirektes Beheizen um einen bestimmten Winkel auseinanderbewegen und damit eine Drehbewegung in eine Rückstellkraft verwandeln. Nach Abkühlen der Feder kehrt sie in ihre ursprüngliche Lage zurück.

Dabei ist zu beachten, daß die sich auseinanderbewegten Federschenkel in ihrem Endzustand (Schalter ein) einem Ausschalten des Schalters im Überlast- oder Kurzschlußfall keinen Widerstand entgegensetzen. Dies kann erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, daß die FGL-Feder sofort nach dem Wiedereinschaltvorgang aus ihrer antreibenden Stellung ausrastet.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnungen sind anhand von acht Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine FGL-Feder im kalten und

Fig. 2 im warmen Zustand.

Fig. 3 zeigt den Einbau einer FGL-Feder in ein Bauteil eines Personenschutzschalters. Man erkennt, daß der Schenkel 2 der FGL-Feder 1 den Hebel 3 betätigt, sobald sich die Federschenkel durch Erwärmung in Bewegung setzen.

Fig. 4 veranschaulicht, wie man das Ausrasten der FGL- Feder erfindungsgemäß bewirken kann, damit diese im erwärmten Zustand das Schaltwerk nicht blockiert. Nicht nur die Federschenkel 2, 2′ spreizen sich um 90°, sondern auch die Federlänge 1 ändert sich um Δ1, so daß der Ausschaltmechanismus des Schaltwerkes nicht mehr behindert wird, d. h. der Hebel 3 (s. Fig. 3), der den Ausschaltvorgang verursacht, kann sich an dem FGL-Federschenkel 2′ vorbeibewegen.

Selbstverständlich kann man den erfindungsgemäßen Gedanken des Ausrastens auch mit Hilfe einer ersten FGL-Feder ausführen, dessen Schenkel sich nur spreizen und einer zweiten FGL-Feder, die sich nur längsdehnt, so daß der Hub Δ1 der Feder der Fig. 4 durch die zweite Feder bewirkt wird.

Das mit Hilfe Fig. 4 beschriebene notwendige Ausrasten der FGL-Feder kann man erfindungsgemäß auch rein mechanisch mit Hilfe eines in einer Nut geführten Nutensteines erreichen, der durch die Drehung des Antriebsschenkels der Feder die notwendige Längenänderung der FGL-Feder bewirkt, d. h. die Feder auseinanderzieht.

Anhand der Fig. 5 wird dieses Verfahren näher erläutert:

Die Hülse 1 wird in horizontaler Lage festgehalten, d. h. sie kann sich weder drehen noch längs bewegen. Der Schenkel 2 der FGL-Feder ist mit der Welle 3 fest verbunden. Dreht sich der Schenkel 2 der FGL-Feder, so steigt der mit der Welle 3 fest verbundene Nutenstein 4 in der Nut 5 der Hülse 1 nach oben und zieht dabei auch den Schenkel 2 der Feder mit nach oben, so daß o. g. Ausrasten erfolgt.

Ersetzt man in Fig. 5 die Welle 3 durch eine Schraube und bringt man in die Hülse 1 ein Gewinde ein, so können Nut und Nutenstein entfallen.

In beiden Fällen stellt eine normale Schraubenfeder die Welle bzw. die Schraube zurück, wenn die Ferneinstellung (der Fernantrieb) beendet ist. Für den letzteren Fall besitzt die normale Schraubenfeder einen Rückstellschenkel, der eine Gegendrehung bewirkt.

Selbstverständlich kann man auch erfindungsgemäß FGL-Federelemente gemäß Fig. 6 in o. g. Schaltern einsetzten und als Fernantrieb benutzen. Z. B. läßt sich ein Elektromagnetantrieb durch FGL- Zug- bzw. Druckfedern ersetzen. Ein elektromotorischer Antrieb läßt sich durch eine FGL-Spiralfeder ersetzten und zwar so wie in einer Uhr (Spiralfeder als Antrieb).

Über unterschiedliche FGL-Federabmessungen und bekannte Hebelsysteme, die für die o. g. Schalter geeignet sind, kann man unterschiedlichste (Rück-)Stellkräfte erzeugen.

Selbstverständlich kann man auch erfindungsgemäß die in Fig. 7 in unterschiedlichster Form dargestellten FGL-Blatt- und Stabfedern als Stellantriebselemente einsetzen.

Auch Thermobimetallelemente können erfindungsgemäß als Fernantrieb-Bauteile Einsatz finden, wobei wie auch schon bei FGL-Elementen direkte und indirekte Beheizung (auch Impulsheizung) möglich ist. (Fig. 8)

Claims (7)

1. Fernantrieb für Schalter, insbesondere für Leitungs- und Personenschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltern Federn aus Formgedächtnislegierungen (FGL), die einen Zweigeffekt aufweisen, eingesetzt werden, die mit einem Stromanschluß und/oder einem Heizelement versehen sind und dadurch direkt und/oder indirekt beheizt werden können.

2. Fernantrieb für Schalter, insbesondere für Leitungs- und Personenschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltern vorhandene Federn durch FGL-Federn ersetzt werden und/oder daß Federn aus Thermobimetall Verwendung finden.

3. Fernantrieb für Schalter, insbesondere für Leitungs- und Personenschutzschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die FGL- Federn aus einem Stück bestehen, deren Hälften metallurgisch so eingestellt sind, daß die eine Hälfte eine Längung und die andere Hälfte eine Drehung bewirkt.

4. Fernantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die FGL-Federn aus 2 FGL-Federn zusammengesetzt (verschweißt) sind, wobei bei Erwärmung die eine Feder eine Längung und die andere eine Drehung verursacht.

5. Fernantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste FGL-Feder, dessen Schenkel sich nur spreizen und eine zweite FGL- Feder, die sich nur längsdehnen kann eingesetzt werden oder eine vorhandene Feder durch eine solche Kombination ersetzt wird und daß die zweite FGL-Feder so angeordnet ist, daß sie der sich freibewegbaren ersten Feder einen Hub Δ1 überträgt.

6. Fernantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die FGL-Federn so angeordnet sind, daß die sich durch die Drehbewegung auseinander bewegten Federschenkel in ihrem Endzustand "Schalter ein" einem Ausschalten des Schalters im Überlast- oder Kurzschlußfall keinen mechanischen Widerstand entgegensetzen.

7. Fernantrieb nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die FGL-Federn und/oder Thermobimetallfedern sofort nach dem Wiedereinschaltvorgang aus ihren antreibenden Stellungen ausrasten.