DE4411596C1

DE4411596C1 - Antriebseinrichtung für Vakuumleistungsschalter, insbesondere in dreipoliger Ausführung

Info

Publication number: DE4411596C1
Application number: DE4411596A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Muecksch; Wolfgang Gran; Dieter Milk
Original assignee: Holec Schaltgeraete 02953 Bad Muskau De GmbH; Holec Schaltgeraete GmbH
Current assignee: Danfoss Power Solutions II BV
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: WO1995027296A1; CZ276196A3; HU9602641D0; BR9507447A; AU692536B2; SK122796A3; FI963912A0; HUT75478A; AU2111295A; CZ285259B6; EP0764337A1; NZ283146A; FI963912A; BG62189B1; ES2120739T3; PL316654A1; SK280121B6; NO963902D0; JPH09512945A; CN1069147C

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für Vakuumlei stungsschalter, insbesondere in dreipoliger Ausführung, bei der eine auf eine unter der Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Einschaltfeder stehende Einschaltwelle aufgebrachte Kurven scheibe, die sich beim Einschaltvorgang nach Freigabe einer ebenfalls auf der Einschaltwelle angeordneten Klinke um ca. 180° dreht, mit einer Laufrolle eines Einschalthebels derart in Wirkverbindung steht, daß bei einer Drehung des Einschalthebels um einen Drehpunkt ein Kniehebelsystem des ersten Schalterpoles in die Strecklage gedrückt wird, wobei zur Verriegelung des Einschalthebels dieser mit einer zweiten, an diesem fest gela gerten Laufrolle versehen ist, die zunächst im Halbwellenbe reich einer "Aus"-Auslösewelle, die unter der Kraft einer Rück stellfeder steht, vorbeiläuft und nach Drehumkehr des Ein schalthebels an dem Halbwellenbereich der "Aus"-Auslösewelle anliegt.

Bei elektrischen Schaltgeräten, so bei Leistungsschaltern hoher Spannung, kommt es darauf an, daß durch diese sowohl der Ein schaltvorgang als auch der Ausschaltvorgang eindeutig be herrscht wird. Voraussetzung dafür ist u. a. die Bereitstellung einer Antriebseinrichtung, die bei Auslösung eines Schaltvor ganges durch Betätigung eines Elektromagneten oder aber eines Druckknopfes den Ablauf des Ein- und des Ausschaltvorganges einwandfrei gewährleistet. Dabei kommt es bei der Ausbildung der Antriebseinrichtung auch darauf an, daß eine grobe Anzahl von Schaltspielen ermöglicht wird.

Antriebseinrichtungen, die diese Voraussetzungen erfüllen, sind in vielerlei Ausführungen bekannt. Als Beispiel seien nur die nach der EP 0 450 194 A1 und die nach der EP 0 521 585 A1 genannt.

Bei einer weiterhin bekannten Antriebseinrichtung für einen dreipoligen Vakuumleistungsschalter, wie sie teilweise aus der Fig. 18 der Holec-Firmenschrift "Vacuum circuit breakers" 3994.047/E 3.10.1-1-103-20-TP-GL hervorgeht, wird zunächst nach Auslösung des Einschaltvorganges durch den Elektromagneten bzw. den Druckknopf über einen Stift, der mit einer "Ein"-Auslöse welle in Verbindung steht, diese gedreht. Dabei ist die "Ein"- Auslösewelle in ihrer Mitte als Halbwelle ausgebildet und steht hier mit einer Klinke in Wirkverbindung, die an der Rückwand des Vakuumleistungsschalters drehbar gelagert ist. Während durch diese Wirkverbindung diese Klinke freigegeben wird, wird gleichzeitig eine auf der Einschaltwelle sitzende zweite Klinke freigegeben, wobei die Einschaltwelle unter der Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Einschaltfeder steht. Das aber bedeutet, daß sich die Einschaltwelle, auf die ein Exzenter aufgebracht ist, dreht. Damit dreht sich aber auch eine auf der Einschalt welle fest aufgebrachte Kurvenscheibe um ca. 180°, die dabei auf eine Laufrolle des Einschalthebels drückt, wodurch dieser, der als Doppelhebel ausgebildet ist, sich um einen Drehpunkt dreht und dabei ein Kniehebelsystem des ersten Schalterpoles in die Strecklage drückt. Wird dieses Kniehebelsystem in die Strecklage gedrückt, so werden durch zwei Schaltstangen auch die Kniehebelsysteme des zweiten und dritten Schalterpoles in die Strecklage gedrückt. Somit sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß über ein jedem Schalterpol zugeordnetes Ge lenkstück und eine ebenfalls jedem Schalterpol zugeordnete Schaltwippe der Einschaltvorgang vollzogen werden kann. Ist dieses der Fall, so wird der Einschalthebel verriegelt, indem eine ebenfalls am Einschalthebel fest gelagerte Laufrolle am Halbwellenbereich der "Aus"-Auslösewelle vorbeiläuft und diese dabei gegen die Kraft einer Rückstellfeder dreht. Ist diese Laufrolle vorbeigelaufen, so erfolgt eine Drehung des Ein schalthebels, und die Laufrolle schlägt an den Halbwellenbe reich der "Aus"-Auslösewelle an, und der Einschaltvorgang ist verriegelt.

Die Auslösung des Ausschaltvorganges erfolgt auch bei dieser bekannten Antriebseinrichtung wieder durch einen Elektromagne ten bzw. durch einen Druckknopf. Dabei wird durch einen Stift, der auf der "Aus"-Auslösewelle befestigt ist, diese gedreht, bis die Laufrolle an der "Aus"-Auslösewelle vorbeilaufen kann. Dadurch kann sich der Einschalthebel zurückdrehen, und die Kniehebelsysteme gehen aus der Strecklage heraus. Somit können sich die Schaltwippen drehen, und unter Wirkung der als Druck federn ausgebildeten Ausschaltfedern, die jedem beweglichen Kontakt der drei Schalterpole zugeordnet sind und die beim Ein schaltvorgang gespannt werden, erfolgt der Ausschaltvorgang.

Durch diese bekannte Antriebseinrichtung für dreipolige Vakuum leistungsschalter wird der Ein- und der Ausschaltvorgang des Vakuumleistungsschalters eindeutig beherrscht, und es wird eine vorbestimmte Anzahl von Schaltspielen erreicht.

Der Verschleiß der "Aus"-Auslösewelle wird jedoch wesentlich dadurch beeinflußt, daß beim Vorbeilaufen des Einschalthebels dieser auf die "Aus"-Auslösewelle schlägt.

Die Betätigung des der "Aus"-Auslösewelle zugeordneten Wi schers, der erforderlich ist, um ein Signal während des Schaltvorganges abzugeben, erfolgt dabei sowohl beim Ein- als auch beim Ausschaltvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsein richtung für Vakuumleistungsschalter, insbesondere in dreipoli ger Ausführung, zu schaffen, bei der ausgehend von einer auf der Einschaltwelle aufgebrachten Kurvenscheibe, die mit einer Laufrolle eines Einschalthebels in Wirkverbindung steht, wobei der Einschalthebel zwecks Verriegelung nach Durchführung des Einschaltvorganges am Halbwellenbereich einer "Aus"-Auslöse welle anliegt, der aus dem Vorbeilaufen des Einschalthebels und dem damit verbundenen Anschlagen resultierende Verschleiß der "Aus"-Auslösewelle zu mindern und darüber hinaus der der "Aus"- Auslösewelle zugeordnete Wischer nur beim Ausschaltvorgang zu betätigen ist, so daß ein Vakuumschalter bereitgestellt wird, der eine noch größere Anzahl von Schaltspielen gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß der Ein schalthebel oberhalb seines Drehpunktes auf seiner der "Aus"- Auslösewelle zugerichteten Seite eine Ausweitung besitzt, die als Kreissegment ausgebildet ist, derart, daß die "Aus"-Aus lösewelle in jeder Stellung des Einschalthebels, auch im ver riegelten Zustand, mit der Umfangsfläche des Kreissegmentes in Wirkverbindung steht und daß auf der "Aus"-Auslösewelle ein Auslösebügel gelagert ist, der von der "Aus"-Auslösewelle zum Zu- und Abschalten eines Wischers entkoppelbar ist und bei Aus lösung eines Ausschaltvorganges über ein mit der "Aus"-Auslöse welle in Verbindung stehendes Anschlagelement die "Aus"-Aus lösewelle mit ihren- Halbwellenbereich zur Entriegelung des Ein schalthebels dreht.

Dadurch, daß nunmehr die "Aus"-Auslösewelle in jeder Stellung, die sie einnimmt, und zwar unabhängig davon, ob sich der Ein schalthebel in der "Ein"-Schaltstellung befindet oder aber in der "Aus"-Schaltstellung auf der Umfangsfläche des Kreisseg mentes des Einschalthebels aufliegt, ist die "Aus"-Auslöse welle davon befreit, daß beim Vorbeilaufen des Einschalthebels dieser auf die "Aus"-Auslösewelle schlägt. Das aber bedeutet, daß die "Aus"-Auslösewelle innerhalb der Antriebseinrichtung kein Verschleißteil mehr ist, so daß die Voraussetzungen an dieser Stelle der Antriebseinrichtung dafür geschaffen sind, daß nunmehr durchaus Schaltspiele in einer Größenordnung von 40000 erreicht werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zweite Laufrolle, mit der der Einschalthebel versehen ist, im oberen Bereich der Umfangsfläche des Kreissegmentes angeordnet ist, so daß bei der Einleitung der Bewegung der "Aus"-Auslöse welle auf der Umfangsfläche des Kreissegmentes des Einschalt hebels ein geringer Reibungswiderstand zu überwinden ist.

Andererseits wird aber auch der Wischer, der der "Aus"-Auslöse welle zugeordnet ist, weniger beansprucht, da durch den auf der "Aus"-Auslösewelle gelagerten Auslösebügel, der von der "Aus"- Auslösewelle zum Zu- und Abschalten des Wischerkontaktes ent koppelbar ist, im Zusammenwirken mit dem mit der "Aus"-Auslöse welle in Verbindung stehenden Anschlagelement erreicht wird, daß der Wischer nur noch beim Ausschaltvorgang betätigt wird. Da somit eine Betätigung des Wischers beim Einschaltvorgang entfällt, wird die Beanspruchung des Wischerkontaktes zwecks Abgabe eines Signales um die Hälfte reduziert, so daß insgesamt auf eine grobe Anzahl von Schaltspielen und damit auf eine hohe Lebensdauer des Vakuumschalters durch die erfindungsgemäß aus gebildete Antriebseinrichtung positiv Einfluß genommen wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der entkoppelbar auf der "Aus"-Auslösewelle gelagerte Auslösebügel auf Zapfen der "Aus"-Auslösewelle drehbar gelagert, während die "Aus"-Aus lösewelle selbst sowohl in der Zwischenwand als auch in der Vorderwand des Vakuumschalters drehbar gelagert ist. Dabei be sitzt der Auslösebügel auf seiner oberen, dem Drehpunkt des Einschalthebels zugerichteten Seite eine Ausnehmung, in die der den Auslösebügel betätigende Elektromagnet oder Druckknopf ein greift, also eine sichere Führung beim Herunterdrücken des Aus lösebügels erhält. Dabei steht der Auslösebügel auf seiner der Ausnehmung gegenüberliegenden Seite mit einer Zugfeder in Ver bindung, die unterhalb des Auslösebügels vorzugsweise an der Zwischenwand des Vakuumleistungsschalters befestigt ist, so daß gewährleistet ist, daß der Auslösebügel durch die Zugfeder in seine Ausgangslage zurückgestellt wird, wenn der den Auslöse bügel betätigende Elektromagnet oder Druckknopf nicht mehr in die Ausnehmung des Auslösebügels eingreift.

Für das mit der "Aus"-Auslösewelle mit ihrem Halbwellenbereich in Verbindung stehende Anschlagelement kann selbstverständlich jedes beliebige Bauteil verwendet werden, das dazu geeignet ist, bei Drehung des Auslösebügels auf der "Aus"-Auslösewelle diese durch Anschlag am Auslösebügel mitzunehmen, um durch Drehung der "Aus"-Auslösewelle den Ausschaltvorgang einzulei ten. Als vorteilhaft hat sich für das Anschlagelement jedoch ein Stift gezeigt, der in radiale Richtung verlaufend mit der "Aus"-Auslösewelle verbunden ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, um ebenfalls reduzierend auf den Verschleiß der Bauteile der Antriebseinrichtung Einfluß zu neh men, wenn das Lager des Kniehebelsystems, das sich an den Ein schalthebel anschließt, wobei ein Hebel des Kniehebelsystems durch den Einschalthebel selbst gebildet wird, ein Wälzlager ist.

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Antriebseinrichtung im Bereich des Ein schalthebels in der Stellung "Ein",

Fig. 2 eine Ansicht der Antriebseinrichtung im Bereich des Ein schalthebels in der Stellung "Aus" und

Fig. 3 den auf der "Aus"-Auslösewelle der Antriebseinrichtung nach Fig. 1 und 2 gelagerten Auslösebügel in der Drauf sicht.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt der Einschalthebel 1, der in seiner Mitte um einen Drehpunkt 2 schwenkbar angeordnet ist, in seinem oberen Bereich eine Laufrolle 3, die bei der Vornahme eines Einschaltvorganges mit der auf der Einschaltwelle 4 be findlichen Kurvenscheibe 5 zusammenwirkt. Auf der der "Aus"- Auslösewelle 6 zugerichteten Seite ist der Einschalthebel 1 mit einer als Kreissegment 7 ausgebildeten Ausweitung versehen.

Wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, liegt die "Aus"-Auslösewelle 6 mit ihrem Halbwellenbereich 8 in jeder Stellung des Einschalt hebels 1 auf der Umfangsfläche 9 des Kreissegmentes 7 auf, so daß beim Vorbeilaufen des Einschalthebels 1 dieser nicht mehr auf die "Aus"-Auslösewelle 6 schlägt. Dabei ruht in der Ein schaltstellung des Einschalthebels 1 die "Aus"-Auslösewelle 6 auf einer Laufrolle 10, die im oberen Bereich der Umfangsfläche 9 des Kreissegmentes 7 angeordnet ist, so daß in der gezeigten Lage der "Aus"-Auslösewelle 6 der Einschalthebel 1 verriegelt ist.

Wie in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich ist, ist auf der "Aus"-Auslösewelle 6 ein Auslösebügel 11 gelagert, der von der "Aus"-Auslösewelle 6 zum Zu- und Abschalten eines Wischers 11′ entkoppelbar ist. Diese Entkoppelung wird erreicht, indem der Auslösebügel 11 auf Zapfen 12 der "Aus"-Auslösewelle 6 drehbar gelagert ist, wobei die "Aus"-Auslösewelle 6 sowohl in der Zwi schenwand 13 als auch in der Vorderwand 14 des Vakuumschalters drehbar gelagert ist. Mit der "Aus"-Auslösewelle 6 steht ein Anschlagelement 15 in Form eines Stiftes in Verbindung, der an den Auslösebügel 11 anschlägt, wenn zwecks Einleitung eines Ausschaltvorganges ein Elektromagnet 11′′ in die Ausnehmung 16 des Auslösebügels 11 eingreift. Hierdurch wird der Auslösebügel 11 gegen die Kraft einer Zugfeder 17, die an der Zwischenwand 13 befestigt ist, auf der "Aus"-Auslösewelle 6 gedreht und nimmt dabei über das Anschlagelement 15 in Form des Stiftes die "Aus"-Auslösewelle 6 mit, indem diese ebenfalls gedreht wird, so daß es zu einer Entriegelung des Einschalthebels 2 kommt. Durch die Entriegelung wird der Einschalthebel 1 freigegeben und schwenkt um den Drehpunkt 2 in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage. Da der untere Hebel 18 des Einschalthebels 1, der zusam men mit dem zweiten Hebel 19 ein Kniehebelsystem 20 bildet, wo bei der zweite Hebel 19 in dem Drehpunkt 21 gelagert ist, an dem ein Führungshebel 22 angreift, der wiederum in einem Dreh punkt 23 gelagert ist, über das Lager 24, das ein Wälzlager ist, mit einer zum Kniehebelsystem 20 des benachbarten Schal terpoles führenden Schaltstange 25 in Verbindung steht - diese Verbindung durch eine Schaltstange liegt auch zum dritten Schalterpol vor - ist gewährleistet, daß bei Aufhebung der Verriegelung des Einschalthebels 1 durch die "Aus"-Auslösewelle 6 alle drei Schalterpole des Vakuumschalters im wesentlichen zur gleichen Zeit ausschalten.

Wird der Auslösebügel 11 nach seiner Betätigung durch den Elek tromagneten 11′′ wieder freigegeben, so wird der Auslösebügel 11 in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung durch die Zugfeder 17 zurückgestellt. Das aber bedeutet, daß bei einem nunmehr sich anschließenden Einschaltvorgang, bei dem durch Drehung der Ein schaltwelle 4 der Einschalthebel 1 durch die auf der Einschalt welle 4 befindliche Kurvenscheibe 5 über die Laufrolle 3 aus der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung in die aus Fig. 1 hervor gehende Stellung, also in die Einschaltstellung, gedrückt wird, obwohl nunmehr wieder eine Drehung der "Aus"-Auslösewelle 6 er folgt, der Auslösebügel 11 nicht betätigt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß auch der Wischer 11′ beim Einschaltvorgang nicht betätigt wird.

Claims

1. Antriebseinrichtung für Vakuumleistungsschalter, insbeson dere in dreipoliger Ausführung, bei der eine auf eine unter der Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Einschaltfeder stehende Einschaltwelle aufgebrachte Kurvenscheibe, die sich beim Einschaltvorgang nach Freigabe einer ebenfalls auf der Einschaltwelle angeordneten Klinke um ca. 180° dreht, mit einer Laufrolle eines Einschalthebels derart in Wirkverbindung steht, daß bei einer Drehung des Einschalt hebels um einen Drehpunkt ein Kniehebelsystem des ersten Schalterpoles in die Strecklage gedrückt wird, wobei zur Verriegelung des Einschalthebels dieser mit einer zweiten, an diesem fest gelagerten Laufrolle versehen ist, die zu nächst am Halbwellenbereich einer "Aus"-Auslösewelle, die unter der Kraft einer Rückstellfeder steht, vorbeiläuft und nach Drehumkehr des Einschalthebels an dem Halbwellenbe reich der "Aus"-Auslösewelle anliegt, dadurch gekennzeich net, daß der Einschalthebel (1) oberhalb seines Drehpunktes (2) auf seiner der "Aus"-Auslösewelle (6) zugerichteten Seite eine Ausweitung besitzt, die als Kreissegment (7) ausgebildet ist, derart, daß die "Aus"-Auslösewelle (6) in jeder Stellung des Einschalthebels (1), auch im verriegel ten Zustand, mit der Umfangsfläche (9) des Kreissegmentes (7) in Wirkverbindung steht und daß auf der "Aus"-Auslöse welle (6) ein Auslösebügel (11) gelagert ist, der von der "Aus"-Auslösewelle (6) zum Zu- und Abschalten eines Wi schers (11′) entkoppelbar ist und bei Auslösung eines Aus schaltvorganges über ein mit der "Aus"-Auslösewelle (6) in Verbindung stehendes Anschlagelement (15) die "Aus"- Auslösewelle (6) mit ihrem Halbwellenbereich (8) zur Ent riegelung des Einschalthebels (1) dreht.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Auslösebügel (11) auf Zapfen (12) der "Aus"- Auslösewelle (6) drehbar gelagert ist, während die "Aus"- Auslösewelle (6) sowohl in der Zwischenwand (13) als auch in der Vorderwand (14) des Vakuumschalters drehbar gela gert ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Auslösebügel (11) auf seiner oberen, dem Drehpunkt (2) des Einschalthebels (1) zugerichteten Seite eine Ausnehmung (16) besitzt, in die der den Auslösebügel (11) betätigende Elektromagnet (11′′) oder Druckknopf ein greift.

4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Auslösebügel (11) auf seiner der Aus nehmung (16) gegenüberliegenden Seite mit einer Zugfeder (17) in Verbindung steht, die unterhalb des Auslösebügels (11) vorzugsweise an der Zwischenwand (13) des Vakuumlei stungsschalters befestigt ist.

5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das mit der "Aus"-Auslösewelle (6) mit ihrem Halbwellenbereich (8) in Verbindung stehende Anschlagele ment (15) ein Stift ist.

6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die zweite Laufrolle (10), mit der der Einschalt hebel (1) versehen ist, im oberen Bereich der Umfangsfläche (9) des Kreissegmentes (7) angeordnet ist.

7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Lager des Kniehebelsystems (20), das sich an den Einschalthebel (1) anschließt, wobei ein Hebel (18) des Kniehebelsystems (20) durch den Einschalthebel (1) selbst gebildet ist, ein Wälzlager ist.