DE4416091C1 - Antriebsvorrichtung mit einer Sperrvorrichtung gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle, die einerseits über Kniehebel durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschaltsinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurückprellen der Schaltwelle aus ihrer Endlage beim Ausschalten eine mechanische Sperrvorrichtung vorgesehen ist.

Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist durch die US 4 468 533 bekannt geworden. Die Sperrvorrichtung umfaßt dabei einen hakenartigen Hebel, dessen hakenartiger Bereich beim Ausschalten in die Nähe eines ortsfesten Bolzens gelangt und diesen übergreift. Der an einem auf der Schaltwelle sitzenden Hebel gelagerte hakenartige Hebel ist mit einer Rückstellfeder beaufschlagt, die den hakenartigen Hebel wieder zurückzieht und die normale Bewegbarkeit der Schaltwelle wieder herstellt.

Das Prellen der Schaltwelle beim Erreichen der Ausschaltstellung ist von einer Reihe unterschiedlicher Faktoren abhängig. Von Bedeutung sind in diesem Zusammenhang nicht nur die mechanischen Eigenschaften der bewegten Teile, d. h. ihre Masse, ihre durch die auftretenden Kräfte bewirkte elastische Verformung und ihre Geschwindigkeit, sondern auch der jeweils von den Schaltkontakten des Leistungsschalters zu unterbrechende Strom, von dem eine elektrodynamische Wirkung auf die bewegten Teile ausgeht. Daher bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die erwähnte Sperrvorrichtung so auszubil­ den, daß sie das Prellen im gesamten Leistungsbereich eines Leistungsschalters, d. h. von normalen Betriebsströmen bis zu den größten Kurzschlußströmen beherrscht. Beispielsweise kann eine Sperrvorrichtung der genannten Art bei einem bestimmten Schaltstrom wirksam sein, dagegen weder bei einem niedrigeren noch bei einem höheren Strom.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung der eingangs genann­ ten Art so auszubilden, daß sie ungeachtet der Stärke des Schaltvorganges wirksam ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der Schaltwelle wenigstens ein Fangarm befestigt ist und daß der Greifer um ein ortsfestes Lager schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm eine Arbeitsfläche zur Beaufschlagung des Greifers im Sinne einer Erfassung des Fangarmes besitzt. Diese Anordnung ist unabhängig von den auf der Schaltwelle sitzenden Hebeln verwendbar, durch welche die Antriebskräfte in die Schaltwelle eingeleitet und von dieser weitergeleitet werden. Daher ist die durch den Greifer gebildete Sperrvor­ richtung an einer geeigneten Stelle anzubringen und bei geeigneter Dimensionierung ggfs. auch mehrfach anwendbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Greifer einen einseitig offenen Hohlraum mit einer dem Fang­ arm angepaßten bogenförmigen Außenwand ausgebildet sein und eine Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer kann wesentlich größer bemessen sein, als dies zur Sperrung der Schaltwelle gegen Zurückdrehen erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Arbeitsbereich der Sperrvorrichtung erheblich erweitert, weil der Greifer den Fangarm unterschiedlich weit übergreifen kann, ohne daß es zu einem Anschlag in einer Endstellung kommt, was die Wirksamkeit der Vorrichtung beein­ trächtigen könnte.

Der Hohlraum des Greifers kann eine bogenförmige Endwand aufweisen, während der Fangarm eine gerade Endkante besitzt. Hierdurch wird erreicht, daß eine Reflexion des Greifers durch Prellen auch dann unterbleibt, wenn die Überdeckung zwischen dem Fangarm und dem Greifer vollständig durchlaufen wird und der Greifer mit der Endfläche seines Hohlraumes gegen das Ende des Fangarmes stößt.

Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Erweiterung des Ar­ beitsbereiches der Sperrvorrichtung können an der Schaltwelle zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm und Greifer angeordnet und die Rückstellfedern der beiden Greifer können unter­ schiedlich stark bemessen sein.

Für die Wirksamkeit der beschriebenen Sperrvorrichtung ist es günstig, wenn der Fangarm nahe einem möglichst tragfähigen Lager abgestützt ist. Dies kann insbesondere bei der Anord­ nung mit zwei Fangarmen und Greifern dadurch erreicht werden, daß die beiden Greifer symmetrisch zu zwei Tragplatten ange­ ordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle befinden. Hierbei können die Greifer an einem die Tragplatten verbin­ denden, über die Tragplatten überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle bildenden Tragbolzen gelagert sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltwelle eines Niederspannungs- Leistungsschalters mit angrenzenden Teilen einer Antriebs­ vorrichtung mit zwei Sperrvorrichtungen gegen ein Prellen der Schaltwelle.

In der Fig. 2 ist in einem gegenüber der Fig. 1 größeren Maßstab eine der Sperrvorrichtungen in einer Seitenansicht dargestellt.

Die in den Figuren gezeigte Schaltwelle 1 ist an zwei Trag­ platten 2 und 3 gelagert, die parallel zueinander und starr miteinander verbunden angeordnet sind. Die Tragplatten 2 und 3 nehmen zwischen sich eine Hebelanordnung auf, zu der insbe­ sondere eine Antriebskraft auf die Schaltwelle übertragende Kniehebel 4 gehören. Ein zwischen den Tragplatten 2 und 3 angeordneter, in den Figuren nicht sichtbarer Federspeicher ist durch einen seitlich der Tragplatte 3 angeordneten Hand­ hebel 5 spannbar. Die zur Verklinkung des Federspeichers in gespanntem Zustand sowie zur Übertragung der Federkraft auf die Schaltwelle und von dort zu den Schaltkontakten dienenden Teile sind bei. Niederspannungs-Leistungsschaltern allgemein bekannt und werden daher im vorliegenden Zusammenhang nicht näher beschrieben.

Als Sperrvorrichtung gegen ein Zurückdrehen der Schaltwelle 1 in Richtung der geschlossenen Stellung der Schaltkontakte, nachdem die Schaltwelle im Zuge des Ausschaltens ihre End­ stellung erreicht hat, sind zwei Sperrvorrichtungen vorgese­ hen, die als Ganzes mit 6 bezeichnet und symmetrisch zu den Tragplatten 2 und 3 angeordnet sind. Jede der Sperrvorrich­ tungen 6 umfaßt einen auf der Schaltwelle 1 sitzenden Fangarm 7 mit einer aus der Fig. 2 ersichtlichen Form. Ferner gehört zu jeder der Sperrvorrichtungen 6 ein Greifer 10, dessen Gestalt gleichfalls näher aus der Fig. 2 hervorgeht. Wie man erkennt, weist der Fangarm 7 eine bogenförmige Kontur mit einer im wesentlichen geraden Endkante 11 auf. Auf dem über­ stehenden Endteil 12 eines die Tragplatten 2 und 3 verbinden­ den Tragbolzens 13 ist der Greifer 10 schwenkbar gelagert. Als Rückstellfeder 14 dient eine Drahtbiegefeder, deren einer Schenkel 15 an der Schaltwelle 1 und deren anderer Schenkel 16 an dem Greifer 10 anliegt, wobei die Windungen gleichfalls den überstehenden Endteil 11 des Tragbolzens 13 umschließen. Der Greifer 10 besitzt einen einseitig offenen Hohlraum 17 mit einer bogenförmigen Außenwand 20, die der Kontur des Fangarmes 7 angepaßt ist. Unterschiedlich ist jedoch eine bogenförmige Endwand 21 des Hohlraumes 17, die eine flächen­ hafte Berührung des Endes des Fangarmes 7 mit dem Greifer 10 ausschließt.

Der Fangarm 7 besitzt ferner eine Arbeitsfläche 22, die mit einem dem Hohlraum 17 bezüglich der Schwenkachse des Greifers 10 gegenüberliegenden Fortsatz 23 zusammenwirkt.

In der Fig. 2 ist die Sperrvorrichtung im Ruhezustand darge­ stellt, in welcher die Schaltwelle 1 zwischen ihren Endstel­ lungen beliebig drehbar ist. Beim Ausschalten führt die Schaltwelle 1 eine Drehung in Richtung des in der Fig. 2 gezeigten Pfeiles 24 aus. Dabei trifft die Arbeitsfläche 22 des Fangarmes 7 gegen den Fortsatz 23 des Greifers 10 und veranlaßt den Greifer 10 entgegen der Kraft der Rückstellfe­ der 14 zu einer Schwenkung entgegen dem Drehsinn der Schalt­ welle 1. Somit bewegen sich die Endkante 11 und der Hohlraum 17 aufeinander zu. Je nach der Stärke des Aufschlages der Arbeitsfläche 22 auf den Fortsatz 23 übergreift der Greifer 10 mit seinem Hohlraum 17 den Fangarm 7 unterschiedlich weit. Sobald eine gewisse Überdeckung zwischen diesen Teilen er­ reicht ist, kann die Schaltwelle 1 nicht zurückprellen. Erst nach dem Abklingen des Prellvorganges kehrt der Greifer 10 in die dargestellte Ausgangslage zurück und gibt den Fangarm 7 wieder frei. Dieser Vorgang ist in einem beträchtlichen Bereich von Kräften wirksam, denen die Schaltwelle bei den unterschiedlichen Schaltvorgängen ausgesetzt ist. Dabei bleibt der Greifer 10 stets eine gewisse Zeit im Eingriff mit dem Fangarm 7, weil ein radiales Zusammenstoßen des Fangarmes 7 und des Greifers 10 in der Regel nicht stattfindet und somit der Greifer 10 nicht vorzeitig durch Prellen zurückge­ worfen werden kann. Selbst dann, wenn bei einem besonders heftigen Aufprall die Endkante 11 des Fangarmes 7 zur Anlage an der Endwand 21 gelangt, führt dies nicht zu einem Zurück­ prellen, weil aufgrund der gewählten Form der Teile überwie­ gend in Richtung der Lagerung des Greifers 10 wirkende Stoß­ kräfte entstehen.

Wie bereits erwähnt, ist zu beiden Seiten der Tragplatten 2 und 3 je ein Fangarm 7 und ein Greifer 10 angeordnet. Unter­ schiedlich ist lediglich die Stärke der Rückstellfeder 14, wodurch die eine der Vorrichtungen bei geringeren und die andere Vorrichtung bei größeren Geschwindigkeiten des Aus­ schaltvorganges wirksam ist.

Claims (6)

1. Antriebsvorrichtung eines Leistungsschalters mit einer für mehrere Pole gemeinsamen Schaltwelle (1), die einerseits über Kniehebel (4) durch einen Federspeicher im Einschaltsinn und andererseits durch polseitige Ausschaltkräfte im Ausschalt­ sinn beaufschlagbar ist, wobei als Schutz gegen ein Zurück­ prellen der Schaltwelle (1) aus ihrer Endlage beim Ausschal­ ten ein durch eine Rückstellfeder (14) beaufschlagter Greifer (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltwelle (1) wenigstens ein Fangarm (7) befestigt ist und daß der Greifer (10) um ein ortsfestes Lager (12) schwenkbar angeordnet ist, wobei der Fangarm (7) eine Arbeitsfläche (22) zur Beaufschlagung des Greifers (10) im Sinne einer Erfassung des Fangarmes (7) besitzt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (10) einen einseitig offenen Hohlraum (17) mit einer dem Fangarm (7) angepaßten bogenförmigen Außenwand (20) ausgebildet ist und daß eine Überdeckung zwischen dem Fang­ arm (7) und dem Greifer (10) wesentlich größer bemessen ist, als dies zur Sperrung der Schaltwelle (1) gegen Zurückdrehen erforderlich ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (17) des Greifers (10) eine bogenförmige Endwand (21) aufweist und daß der Fangarm (7) eine gerade Endkante (11) besitzt.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltwelle (1) zwei gleiche Anordnungen aus Fangarm (7) und Greifer (10) angeordnet sind und daß die Rückstellfedern (14) der beiden Greifer (10) unterschiedlich stark bemessen sind.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (10) symmetrisch zu zwei Tragplatten (2, 3) angeordnet sind, welche zwischen sich die Kniehebel (4) aufnehmen und an denen sich Wellenlager für die Schaltwelle (1) befinden.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (10) an einem die Tragplatten (2, 3) verbindenden, über die Tragplatten (2, 3) überstehenden und zugleich einen Anschlag für die Ausschaltstellung der Schaltwelle (1) bil­ denden Tragbolzen (13) gelagert sind.