DE4312024A1 - Vorrichtung zur Betätigung eines in einer insbesondere druckfest ausgebildeten Schalterzelle angeordneten Schalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines in einer insbesondere druckfest ausgebildeten Schalterzelle angeordneten Schalters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schalterzellen für Mittelspannungsanlagen nehmen im allgemei­ nen elektrische Schalt-, Steuer- und Regelgeräte auf, wobei ein in einer Schalterzelle angeordneter Schalter üblicher­ weise als Dreh- oder Schwenkschalter ausgebildet und im hin­ teren Bereich der Schalterzelle an einer Drehachse gelagert ist. Da aus Sicherheitsgründen der Schalter nur bei druck­ fest verschlossener Schalterzelle betätigt werden darf, ist in der Regel an der Zellenvorderseite eine von außen zugäng­ liche Kuppeleinheit vorgesehen, die über ein im Inneren der Schalterzelle angeordnetes Getriebe mit der Schalterdrehach­ se verbunden ist. In die Kuppeleinheit kann beispielsweise ein Steckschlüssel eingesteckt werden, so daß durch Drehen des Steckschlüssels über das Getriebe die Schalterdrehachse und damit der Schalter betätigt werden kann.

Um die zur Betätigung des Schalters benötigten, relativ gro­ ßen Kräfte über das Getriebe übertragen zu können, ist die­ ses im allgemeinen relativ voluminös aufgebaut, so daß bezüglich der spannungsführenden Teile im beschränkten Innen­ raum der Schalterzelle Abstandsprobleme entstehen können.

Die Gefahr eines Überschlags von dem Schalter zu dem Getrie­ be ist besonders hoch, wenn am Getriebe abgewinkelte Ecken oder Kanten vorhanden sind, da die Feldlinien des in der Schalterzelle vorhandenen elektrischen Feldes an diesen Ecken oder Kanten zusammenlaufen und die dadurch entstehen­ de, hohe elektrische Feldstärke einen Überschlag vom Schal­ ter zu diesen Ecken oder Kanten begünstigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Betäti­ gung eines in einer Schalterzelle angeordneten Schalters so auszubilden, daß trotz beengter Platzverhältnisse in der Schalterzelle ein ausreichender Abstand zwischen dem Schal­ ter und den Elementen der Betätigungsvorrichtung vorhanden ist, so daß die Gefahr eines Überschlags zwischen Schalter und Betätigungsvorrichtung vermindert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1.

Durch die Aufteilung des Getriebes in ein zellenvorderseitig gelegenes Umlenkgetriebe und ein von diesem betätigtes, mit der Schalterdrehachse gekuppeltes Hebelgetriebe wird er­ reicht, daß der eine verhältnismäßig breite Abmessung aufwei­ sende Teil des Getriebes, nämlich das Umlenkgetriebe, soweit wie möglich von dem Schalter entfernt angeordnet ist, so daß die Gefahr eines Überschlags zwischen dem Schalter und dem Umlenkgetriebe aufgrund des zwischen ihnen liegenden, großen Abstandes ausgeschlossen ist.

Gleichzeitig wird durch die Ausbildung des Hebelgetriebes als zumindest ein in einer wandseitigen Flachtaschenführung angeordneter Flachstab eine extrem flache Bauweise für das Hebelgetriebe erzielt. Durch die wandseitige Anordnung der Flachtaschenführung wird auch für das Hebelgetriebe ein maximal möglicher Abstand zu dem Schalter erreicht, wodurch die Gefahr eines Überschlags vom Schalter auf das Hebelge­ triebe deutlich verringert wird. Dabei können die Flachstäbe deutlich dünner ausgebildet sein als üblicherweise verwen­ dete Getriebestangen, da ein Durchbiegen des bei der Schal­ terbetätigung unter Schubspannung stehenden Flachstabes zur Zellenmitte hin von der Flachtaschenführung verhindert wird.

Darüber hinaus wird durch die Anordnung der Flachstäbe in einer Flachtaschenführung eine flächige Abdeckung der Flach­ stäbe und damit auch der Flachstabkanten erreicht, so daß die Anzahl der freiliegenden Kanten des Hebelgetriebes, die zu einem erhöhten Überschlagsrisiko führen, verringert wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Führungsfläche der Flachtaschenführung von einer Seiten­ wand der Schalterzelle gebildet. Dadurch kann die Gesamtbrei­ te des Hebelgetriebes weiter verringert werden, so daß eine Gesamtbreite unter 10 mm, beispielsweise 7 mm, ohne weiteres erreicht werden kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist das Hebelgetriebe von zwei im wesentlichen parallel angeordneten Flachstäben gebildet, wobei die Übertragungshe­ bel als zweiarmige Übertragungshebel ausgebildet sind und die Flachstäbe jeweils im Bereich der freien Enden der Über­ tragungshebel an diesem gelenkig angeschlossen sind.

Durch die Verwendung von zwei im wesentlichen parallel ange­ ordneten Flachstäben wird erreicht, daß sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten des Schalters jeweils einer der Flach­ stäbe auf Zug belastet ist. Dadurch wird die Schubbelastung, die auf den anderen Flachstab wirkt, deutlich verringert, so daß ein Durchbiegen des unter Schubwirkung stehenden Flach­ stabs nur in geringem Ausmaß erfolgt. Damit wird zum einen die Seitenwand der Flachtaschenführung weniger durch das Aufprallen des durchgebogenen Flachstabes belastet und zum anderen die Reibung beim Verschieben der Flachstäbe zwischen der Flachtaschenführung und dem durchgebogenen Flachstab herabgesetzt, so daß die Betätigung des Schalters mit gerin­ gerer Kraft bei gleichzeitig verringerten Verschleißerschei­ nungen an der Flachtaschenführung und an dem Flachstab durch­ geführt werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Umlenkgetriebe als Untersetzungsgetriebe, insbesondere als zwei gegeneinander um im wesentlichen 90° versetzt angeordne­ te, ineinandergreifende Kegelräder, ausgebildet. Durch die Untersetzung des Umlenkgetriebes kann der üblicherweise un­ ter hoher Federvorspannung stehende Schalter mit relativ ge­ ringer Kraft betätigt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung sind im wesentlichen alle am Getriebe, insbesondere an der Flachtaschenführung, den Flachstäben und den übertra­ gungshebeln vorgesehene Ecken und Kanten abgerundet ausgebil­ det. Dadurch werden die in diesen Bereichen entstehenden elektrischen Felder verringert, so daß die Gefahr eines Überschlags vom Schalter auf das Getriebe weiter vermindert wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in die­ ser zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schalter­ zelle mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Betätigungsvorrichtung, wobei die Seitenwand der Schalterzelle abgenommen ist und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Getriebe 1, das ein Umlenkgetriebe 2 und ein Hebelgetriebe 3 umfaßt. Das Umlenkgetriebe 2 ist aus zwei gegeneinander um 90° versetzt angeordneten, ineinander­ greifenden Kegelrädern 4, 5 gebildet, die im Bereich der schematisch dargestellten Vorderseite 6 der Schalterzelle, insbesondere der Tür der Schalterzelle, angeordnet sind. Das Kegelrad 4 besitzt einen geringeren Durchmesser als das Kegelrad 5, so daß das Umlenkgetriebe 2 als Untersetzungsge­ triebe wirkt.

Das Kegelrad 4 ist über eine Betätigungsachse 7 mit einer an der Vorderseite 6 der Schalterzelle angeordneten Kuppelein­ heit 8 verbunden, in der ein Betätigungsorgan in Form eines Steckschlüssels 9 eingesetzt ist.

Das andere Kegelrad 5 ist drehfest mit einem zellenvordersei­ tig gelegenen Betätigungshebel 10 verbunden, dessen freie En­ den gelenkig an den zellenvorderseitig gelegenen Enden zweier parallel angeordneter, das Hebelgetriebe 3 bildender Flachstäbe 11, 11′ angeschlossen sind.

Die Flachstäbe 11, 11′ sind in einer Flachtaschenführung 12, die über Nieten 13 an der Seitenwand 14 (Fig. 2) der Schal­ terzelle befestigt ist, geführt und mit ihren zellenrück­ seitig gelegenen Enden an den freien Enden eines zellenrück­ seitig angeordneten Betätigungshebels 15 gelenkig angeschlos­ sen.

Der zellenrückseitig angeordnete Betätigungshebel 15 ist drehfest mit einer Schalterdrehachse 16 verbunden, an der ein nicht dargestellter Schalter angeordnet ist.

Der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1 zeigt, daß die Flachstäbe 11, 11′ zwischen der Flachtaschenführung 12 und der Seitenwand 14 der Schalter­ zelle geführt sind. Weiterhin ist zu erkennen, daß die dem Schalter zugewandten Kanten 17 der Flachtaschenführung 12, sowie die freien Enden des zellenrückseitig angeordneten Betätigungshebels 15 abgerundet ausgebildet sind.

Zur Betätigung des in der Schalterzelle angeordneten Schal­ ters wird der in der Kuppeleinheit 8 eingesteckte Steck­ schlüssel 9 verschwenkt, so daß über die Betätigungsachse 7 das Kegelrad 4 entsprechend verdreht wird. Die Drehbewegung des Kegelrades 4 wird auf das Kegelrad 5 übertragen, wodurch der drehfest mit dem Kegelrad 5 verbundene, zellenvordersei­ tig gelegene Betätigungshebel 10 um die Drehachse des Kegel­ rades 5 so verschwenkt wird, daß das obere Ende des Betäti­ gungshebels 10 zur Vorderseite 6 der Schalterzelle hin bewegt wird.

Durch die Verschwenkung des Betätigungshebels 10 wirkt auf den oberen Flachstab 11 eine Zugkraft und auf den unteren Flachstab 11′ eine Schubkraft, so daß der zellenrückseitig gelegene Betätigungshebel 15 eine Verschwenkbewegung paral­ lel zum zellenvorderseitig gelegenen Betätigungshebel 10 aus­ führt. Die mit dem zellenrückseitig gelegenen Betätigungshe­ bel 15 drehfest verbundene Drehachse 16 des Schalters wird durch die Betätigung des Steckschlüssels 9 gedreht, wodurch der Schalter betätigt wird.

Ein Durchbiegen des durch die Schubkraft belasteten unteren Flachstabes 11′ zur Zelleninnenseite hin wird durch die Flachtaschenführung 12 verhindert. Dadurch bleibt der maximale Abstand zwischen dem Schalter und dem Getriebe 1 auch während des Betätigens des Schalters erhalten, wodurch ein Überschlag vom Schalter zum Getriebe 1 vermieden wird.

Die abgerundeten Kanten 17 der Flachtaschenführung sowie die abgerundeten freien Enden der Flachstäbe 11, 11′ und der Betätigungshebel 10, 15 verringern die Stärke der in diesen Bereichen auftretenden elektrischen Felder, so daß die Gefahr eines Überschlags vom Schalter auf das Getriebe 1 weiter verringert wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Betätigung eines in einer insbesondere druckfest ausgebildeten Schalterzelle angeordneten Schal­ ters, insbesondere eines Mittelspannungsschalters, bestehend aus einer an der Zellenvorderseite vorgesehenen und von außen zugänglichen Kuppeleinheit (8) für ein Betä­ tigungsorgan, insbesondere einen Steckschlüssel (9), die über ein im Bereich einer Seitenwand (14) der Schalterzel­ le angeordnetes Getriebe (1) mit der Schalterdrehachse (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (1) aus einem zellenvorderseitig gelege­ nen Umlenkgetriebe (2) und einem von diesem betätigten, mit der Schalterdrehachse (16) gekuppelten Hebelgetrie­ be (3) besteht, das von zumindest einem in einer wandsei­ tigen Flachtaschenführung (12) angeordneten Flachstab (11) gebildet ist, der beidendig gelenkig an übertragungs­ hebeln (10, 15) angeschlossen ist, von denen der eine (15) drehfest mit der Schalterdrehachse (16) und der ande­ re (10) drehfest mit dem Umlenkgetriebe (2) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungsfläche der Flachtaschenführung (12) von einer Seitenwand (14) der Schalterzelle gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hebelgetriebe (3) von zwei im wesentlichen paral­ lel angeordneten Flachstäben (11) gebildet ist, daß die Übertragungshebel (10, 15) als zweiarmige Übertra­ gungshebel ausgebildet sind und
daß die Flachstäbe (11) jeweils im Bereich der freien Enden der Übertragungshebel (10, 15) an diesen gelenkig angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungshebel (10, 15) jeweils so mit der Schalterdrehachse (16) bzw. mit dem Umlenkgetriebe (2) verbunden sind, daß jeweils die beiden freien Enden eines Übertragungshebels (10, 15) im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flachstäbe (10, 15) in derselben Flachtaschen­ führung (12) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flachtaschenführung (12) im wesentlichen von der Zellenvorderseite (6) bis zur Schalterdrehachse (16) erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe (2) als Untersetzungsgetriebe aus­ gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe (2) zwei gegeneinander um im we­ sentlichen 90° versetzt angeordnete, ineinandergreifende Kegelräder (4, 5) umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle am Getriebe (1), insbesondere an der Flachtaschenführung (12), den Flachstäben (11) und den übertragungshebeln (10, 15) vorgesehenen Ecken und Kanten (17) abgerundet ausgebildet sind.